馬紅巖陳志云馬瑩瑩李東文賴武婷袁富堅(jiān)王玲

(1.廣州碳匯林業(yè)有限公司，廣東 廣州 510650；2.中山市林業(yè)有害生物防治檢疫站，廣東 中山 528403；3.廣州研美園林工程設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510630)

薇甘菊被列入世界上最有害的100種外來(lái)入侵物種之一，也被列入中國(guó)首批16種外來(lái)入侵物種，成為農(nóng)林檢疫對(duì)象[1]。薇甘菊傳播途徑多、速度快的特性，使薇甘菊調(diào)查效率面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)先期調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在薇甘菊調(diào)查過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：傳統(tǒng)調(diào)查方式的效率不高，需要消耗大量的人力和時(shí)間。大多數(shù)調(diào)查單位仍在沿用傳統(tǒng)的調(diào)查工具如皮尺、角規(guī)、手持GPS和紙質(zhì)記錄表等進(jìn)行調(diào)查，且需投入較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄和照片歸檔整理等工作；傳統(tǒng)調(diào)查中調(diào)查信息是調(diào)查人員通過(guò)紙質(zhì)表格記錄調(diào)查數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)錄成電子文檔，轉(zhuǎn)錄過(guò)程中信息存錄質(zhì)量受人為因素影響過(guò)大，易出現(xiàn)人為失誤；調(diào)查數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式不統(tǒng)一，即便是同一單位的調(diào)查數(shù)據(jù)依然存在文件命名格式不統(tǒng)一、記錄術(shù)語(yǔ)不一致的情況，這將導(dǎo)致發(fā)生錯(cuò)誤后難以追溯和撤銷。

1 薇甘菊調(diào)查APP開(kāi)發(fā)概述

基于上述問(wèn)題，從需求角度分析，通過(guò)思考技術(shù)和需求之間相互融合的問(wèn)題，薇甘菊調(diào)查APP(以下簡(jiǎn)稱調(diào)查軟件)引入低代碼開(kāi)發(fā)技術(shù)策略，并利用開(kāi)放平臺(tái)資源快速集成不同的模塊。所謂開(kāi)放平臺(tái)就是指把網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)能力封裝成一系列計(jì)算機(jī)易識(shí)別的數(shù)據(jù)接口開(kāi)放出去，供第三方開(kāi)發(fā)者使用，即OpenAPI(open application programming interface)[2]。通過(guò)調(diào)用開(kāi)放平臺(tái)API相關(guān)功能，使調(diào)查軟件在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，克服了眾多關(guān)鍵技術(shù)，提出了良好的解決方案。

1.1 地理信息服務(wù)功能——地圖API的選擇

市場(chǎng)上常見(jiàn)的各地圖API都有其各自的特色和優(yōu)點(diǎn)[3]，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比百度地圖API、騰訊地圖API和高德地圖API，發(fā)現(xiàn)百度地圖API在接口對(duì)接簡(jiǎn)易性、常用坐標(biāo)偏差一致性方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。其定位精度高、覆蓋率廣、網(wǎng)絡(luò)定位請(qǐng)求流量小、定位速度快，其高精度定位模式定位成功率高達(dá)99.5%[4]?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，百度地圖API更有助于快速實(shí)現(xiàn)調(diào)查軟件中地理信息服務(wù)功能。

1.2 數(shù)據(jù)共享功能——文件共享服務(wù)平臺(tái)的選擇

薇甘菊調(diào)查內(nèi)業(yè)整理過(guò)程中不僅要對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一格式、分類匯總和實(shí)時(shí)共享處理，而且要保障調(diào)查數(shù)據(jù)的保密性與安全性。由此引出文件共享服務(wù)平臺(tái)的搭建需求特征。自主搭建，避免數(shù)據(jù)資料泄露；能被多操作平臺(tái)、多開(kāi)發(fā)語(yǔ)言支持；CuteHttpFileServer是一款免費(fèi)小巧的HTTP文件共享服務(wù)器工具，其可以跨平臺(tái)運(yùn)行，支持Windows、Linux和Mac，界面簡(jiǎn)潔，簡(jiǎn)單易用，支持掃碼下載和手機(jī)端訪問(wèn)，手機(jī)與電腦之間共享文件。因此，CuteHttpFileServer成為了文件共享服務(wù)器工具的首選。

1.3 寄主植物的識(shí)別功能——AI識(shí)圖API的選擇

薇甘菊調(diào)查過(guò)程中需要能針對(duì)薇甘菊附主植物進(jìn)行智能識(shí)別的API。百度AI開(kāi)放平臺(tái)植物識(shí)別API包含10余項(xiàng)高精度的識(shí)圖能力，可識(shí)別超過(guò)2萬(wàn)種常見(jiàn)植物和近8000種花卉，是薇甘菊附主植物智能識(shí)別功能實(shí)現(xiàn)的優(yōu)選解決方案。

2 調(diào)查軟件設(shè)計(jì)

調(diào)查軟件功能模塊設(shè)計(jì)主要以簡(jiǎn)潔、易用、友好、直觀為原則，操作邏輯主要借鑒目前比較常用的社交軟件，從而減少用戶與調(diào)查軟件的磨合期。調(diào)查軟件功能如表1所示。

表1 薇甘菊調(diào)查APP主要功能表

3 調(diào)查軟件定位及面積測(cè)量精度測(cè)試

以中山市板芙鎮(zhèn)(E113.257027～113.386288，N22.440434～22.331944)有薇甘菊傳播的林地、農(nóng)田、道路3種類型進(jìn)行測(cè)試。利用傳統(tǒng)調(diào)查方式與調(diào)查軟件進(jìn)行定位及面積測(cè)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并記錄2種調(diào)查方式外業(yè)調(diào)查及內(nèi)業(yè)整理所用時(shí)間。其中傳統(tǒng)調(diào)查工具包括皮尺(50m纖維卷尺)、角規(guī)、紙質(zhì)記錄表、手持GPS定位儀(ICEGPS-110)，調(diào)查軟件測(cè)試手機(jī)型號(hào)為vivo x50。

定位精度測(cè)試采用手持GPS導(dǎo)航儀和調(diào)查軟件，在薇甘菊傳播面積范圍內(nèi)的多個(gè)調(diào)查點(diǎn)、同一位置進(jìn)行GPS定位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 調(diào)查軟件和GPS導(dǎo)航儀定位比較

面積測(cè)算精度測(cè)試采用人工測(cè)量、GPS測(cè)量和調(diào)查軟件測(cè)量3種方式，對(duì)同一面積進(jìn)行多次測(cè)量，3種工具測(cè)量的數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，調(diào)查軟件中各測(cè)區(qū)影像信息如圖1。

表3 3種方式測(cè)量面積比較

圖1 調(diào)查軟件中各測(cè)區(qū)影像圖

4 測(cè)試結(jié)果與分析

4.1 不同工具定位及面積測(cè)量結(jié)果精度分析

從表2可以看出，調(diào)查軟件定位的準(zhǔn)確性和精度并不低于GPS導(dǎo)航儀，滿足生產(chǎn)需求。由表3可知，利用3種工具測(cè)量的道路與農(nóng)田面積數(shù)據(jù)差異并不顯著，林地面積測(cè)量結(jié)果有顯著差異，結(jié)合圖1可以看出，農(nóng)田與道路在調(diào)查軟件中邊界顯示清晰，影像上形狀特征明顯，利用衛(wèi)星圖勾勒邊界法判讀邊界時(shí)較為簡(jiǎn)單，因此調(diào)查軟件測(cè)量結(jié)果與皮尺測(cè)量、GPS測(cè)量結(jié)果差異不明顯。圖1中林地的測(cè)試區(qū)域與周圍環(huán)境區(qū)別不大，影像上形狀特征不突出，在底圖上進(jìn)行判讀邊界時(shí)比較困難，測(cè)量結(jié)果與皮尺測(cè)量、GPS測(cè)量結(jié)果差異顯著。因此，調(diào)查軟件面積測(cè)量比較適合影像上邊界特征明顯的區(qū)域，測(cè)量高效，其精度滿足生產(chǎn)需求。對(duì)于自然界限、道路、房屋特征不明顯的地區(qū)面積測(cè)量誤差較大，主要因素在于調(diào)查軟件采用的是開(kāi)放的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，地圖的分辨率較低，從而影響調(diào)查軟件面積測(cè)定的精度。為了更好地發(fā)揮軟件調(diào)查在實(shí)際生產(chǎn)中的作用，如何提高調(diào)查軟件面積測(cè)量精度將是調(diào)查軟件開(kāi)發(fā)人員今后的主要研究方向。

4.2 傳統(tǒng)調(diào)查與調(diào)查軟件調(diào)查效率分析

本文研究并應(yīng)用的調(diào)查軟件，在滿足薇甘菊調(diào)查的技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，大幅提升了調(diào)查效率，與傳統(tǒng)的外業(yè)調(diào)查、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)錄入、整理、歸檔的方式相比，調(diào)查軟件能夠大大縮短處理周期，減少人工工作量50%以上。

表4 主要工作量

5 結(jié)語(yǔ)

調(diào)查軟件已經(jīng)運(yùn)用到了實(shí)際工作當(dāng)中，功能和性能能夠滿足薇甘菊發(fā)生情況調(diào)查的需要。調(diào)查軟件比傳統(tǒng)調(diào)查的方式節(jié)約工時(shí)。其中，位置定位、調(diào)查面積測(cè)量、危害植物識(shí)別等功能的運(yùn)用保障了調(diào)查中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，跨平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)共享功能避免了紙質(zhì)表格填報(bào)、轉(zhuǎn)錄時(shí)的人為因素錯(cuò)誤，提高了調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。調(diào)查軟件使調(diào)查效率和調(diào)查質(zhì)量都得到了有效的提高。但在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，在一些手機(jī)信號(hào)較弱的地區(qū)，調(diào)查軟件的某些功能無(wú)法正常使用，因此限制了調(diào)查軟件的使用范圍，但隨著軟件版本的升級(jí)，一些需要在線使用的功能將轉(zhuǎn)換為離線可用，信號(hào)因素的限制也會(huì)逐步的解除。