移动GIS在农村土地调查中的应用

郭少波，辛兵厂

移动GIS是指人们通过移动终端设备随时随地获取有关地理信息的服务。它不是掌上电脑等个人数字助理（PDA）与GIS、GPS的简单结合，而有着更广泛的外延和更深刻的内涵。移动终端设备、网络、地理信息系统、各类地理信息服务及其供应商是它的必备要素，它的最终目标是“实现随时（anytime）随地（anywhere）为所有的人（anybody）和事（anything）提供实时服务（4A服务）”，把复杂的地理信息变成能够充分利用和享受的信息。移动信息系统，是全局信息系统中部分孤岛的“链”，是全息化管理的一个阶梯。在进行地类验证时，携带储存土地调查数据的移动终端，不仅携带方便，而且可以将修改的数据通过网络传回服务器端的数据库，实现数据库的实时更新，这样既减少了工作量，而且极大的提高了工作效率，使得土地调查工作快速、准确、顺利。

1 系统原理与设计

地类验证系统采用C／S模式，服务器端采用ESRI公司的ArcGIS Server作为GIS数据发布服务器，以ArcSDE作为作为数据库与ArcGIS Server服务器的连接引擎。以PDA为验证终端，通过ArcGIS Server将具有版本特性的地类数据以服务的方式进行发布，用PDA验证终端提取地类数据，通过实地验证将修改过的数据发送回服务器端的地类数据库，实时更新数据库。系统总体结构如图1：

图1 系统总体结构

1.1 服务器端

服务器端主要由 ArcGIS Server、ArcSDE、Microsoft SQL Server2005、IIS服务器构建，Microsoft SQL Server2005存储土地调查数据，ArcSDE连接ArcGIS Server与SQL数据库、IIS服务处理浏览器的各种请求并负责返回相应处理结果。具体的运行顺序为ArcGIS Server通过ArcSDE从SQL提取需要发布的数据并建立MapService，然后用 ArcGIS Server Manager引用创建的MapService创建 Web应用，最后通过IIS服务器发布，终端用户通过浏览器访问，或者建立移动应用程序直接访问MapService。当终端用户通过PC浏览器或移动设备的Web浏览器交互时，首先IIS服务器收的浏览器请求传给ArcGIS Server，GIS服务器收到消息后通过SDE服务器从SQL数据库中提取相应的数据并依次传给GIS服务器、IIS服务器、终端用户浏览器。

1.2 验证终端

验证终端主要在具有windows mobile操作系统的PDA硬件平台上用ArcGIS Server Mobile SDK 开发，ArcGIS Server Mobile SDK 是一套用于开发移动地理信息系统的组件。利用它可以开发移动地理信息应用系统。移动地理信息系统所使用的地图由ArcGIS桌面应用系统授权并由ArcGIS Server发布。

1.3 网络通信

现代通信技术的不断提高，特别是无线移动通信技术的发展与普及，为数据实时更新提供了有效保证。蜂窝移动通信己成为世界范围内的一项非常成功之作，其发展如此迅速以致业务需求远远超过了原先的预测。GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准，它可以提供高达115Kbps的空中接口传输速率，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。因此，可以利用具有GPRS功能的PDA或可以扩展GPRS功能的PDA将编辑过的数据通过开通GPRS业务直接发送到数据服务器，实时更新服务器的数据库。

2 系统的实现及工作步骤

2.1 系统配置及运行环境

（1）硬件

嵌入式设备：惠普iPAQ 6365PDA（内置四种无线功能：红外，蓝牙，Wi－Fi无线局域网和四频GSM／GPRS）；GPS设备：HOLUX GM－270（USB接口）。

（2）软件

开发平台：Microsoft Visual Studio 2005 ；ArcGIS Server9.2；ArcGIS Server Mobile SDK。

2.2 服务器端地类数据的发布

准备需要发布的数据，将预解译好的地类数据，校正好的DOM导入到SDE数据库，然后为需要验证修改的地类数据注册版本，用ArcMap打开包含矢量地类数据与DOM影像数据，并制定版本数据冲突的协调方案，保存为＊.mxd文档文件。然后通过ArcGIS Server Manager或者ArcCatalog将保存的文档数据地理信息服务的方式发布，发布服务时选中服务的Mobile Access功能，以便移动客户终端访问数据服务。

2.3 客户端数据提取、验证与更新

数据服务发布后，就可以提取所要工作区的地类验证数据，系统利用ArcGIS Mobile开发包开发提取数据程序从服务器端下载地类验证数据，在将所有的数据进行验证后，有误的数据可以在客户端进行修改，然后将修改数据传送回服务器端数据库实时更新土地调查数据库。同时还需注意：由于ArcGIS Mobile是运用于便携设备上，所以ArcGIS Mobile SDK不支持浮点型数据运算，只支持整形数据运算；同时对代码的质量也有很高的要求，以减少内存使用量；而且移动设备一般在野外工作，所以要考虑到野外的广度，在设计地图时要对地图的颜色搭配有严格的规定；另外，地图要尽可能的简洁，以方便野外工作人员进行查看和编辑。同时考虑到ArcGIS Mobile本身的特点，对自己支持的图层、数据格式和标识都有严格的规定，从而达到最优化效果。

3 系统功能

3.1 基本功能

包括地图的放大、缩小、平移、全屏显示、及双向查询。

3.2 导航功能

括GPS点坐标与图形的显示，当验证地类工作中不能确定自己的位置时，可以使用导航功能在PDA屏幕上现在自己的位置。

3.3 编辑功能

包括地类数据的增加、删除、地类数据节点的添加与删除、地类编码的添加与修改如图2与图3。

3.4 数据回传功能

包括地类验证数据的提取与发送，在验证前通过此功能提取验证区域的地类数据，验证结束后再通过此功能将验证过的地类数据发送到服务器数据库。

图2 地类图斑节点编辑

图3 地类图斑属性编辑

4 系统实施效果

通过对系统使用，实现了土地资源调查数据的一体化作业，使系统的服务器端，数据采集终端，数据用户端的数据具有非常高的同一性，大大提高了工作效率，与传统土地资源调查方法相比，共有4方面主要优点。①土地资源调查的工作方式有了很大的提高，传统的工作方式是使用纸质调查手册，调查的内容填写繁琐，而且需要工作人员携带较多的调查工具，工作起来极为不便，费时费力。而采用本系统开展土地调查工作，只需一个人携带集成的数据采集终端就可完成土地调查数据的编辑、修改与远程传输等。②可以利用PDA自身的多种功能采集比较感性的图像数据，音频数据等，以利于日后数据的验证和检查，这在传统的采集方式中是难以办到的。③传统的调查方式由于受调查员的技术水平高低差异影响较大，判图的准确率也各不相同，直接影响到调查数据成果的质量，通过使用本系统采集的调查数据精度有了质的提高，是传统调查手段无法比拟的，使得土地部门在规划、预测等方面将更加细致和准确。④传统的数据采集工作持续时间较长，且不能实时进行数据的传输，无法满足用户对数据的更新要求。现在的系统却可以通过终端将数据实时更新，并将最新的数据通过互联网以服务的方式进行发布，实现了土地资源数据最广泛的共享。

5 结语

通过此方法进行农村土地调查地类数据的验证，不仅充分的利用了当代空间信息科学的先进技术，提高了农村土地资源调查的科学技术程度，更重要的是极大减少了调查工作量，大大提高了工作效率。工作人员只需携带移动终端对地类数据进行验证，并实时将正确数据输入到服务器数据库，减少了纸质DOM数据现地验证有误时，既需要在纸质DOM上修改，又需要在地类数据库中修改的繁琐工作。不过现有PDA系统配置及工作性能尚无法与PC相比，利用此方法进行地类数据验证时，应随机对系统功能做出调整，尽量减少系统工作负荷，以提高系统工作效率。

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