基于Android平台的管线调绘系统设计与实现

杨泽宇，孙炳见

(1.武汉珈和科技有限公司，湖北 武汉 430000； 2.徐州市勘察测绘研究院，江苏 徐州 221000)

基于Android平台的管线调绘系统设计与实现

杨泽宇1*，孙炳见2

(1.武汉珈和科技有限公司，湖北 武汉 430000； 2.徐州市勘察测绘研究院，江苏 徐州 221000)

城市地下管线是城市公共基础设施的关键，如何快速、高效地维护更新地下管线信息成为城市管理中需要面临的重要问题。本文介绍了在管线数据采集过程中，采用基于Android平台设计并开发的移动GIS数据采集系统，不同于传统的纸质作业流程，移动GIS数据采集系统能够减少内业工序，降低传统内业手工录入数据属性过程中出现错误的概率，提高了工作效率。

Android；管线；移动GIS

1 引 言

随着城市化进程的加快，管线从地上转移到地下，铺设范围越来越广，种类也日益增多，导致管线普查工作越来越复杂。管线普查时需要记录大量数据，除了要画管线草图，还需要记录管点、管线的属性以及一些特殊情况的备注信息。传统的纸质调绘，已经不能够满足日益复杂的管线探测，内业录入过程中存在数据量大，出错率高等问题[1，2]。因此如何提高管线外业数据采集及内业成图效率成为不可避免的问题。随着移动互联网的热潮，平板电脑在生活中的应用也在不断加强，但移动GIS数据采集并没有受到普及。本文中主要基于Android版的平板电脑开发出一套移动GIS，供管线外业数据采集使用，能够适应外业人员工作方式，进行实时数据录入，查询，更新，并且将一些基本属性自动标注在管线上，既方便管线巡视时查看，又可以实时查看属性是否填错，为了区分不同管线点，对不同属性的管线点进行了符号化，管线则使用不同颜色表示。使用基于Android的移动GIS管线数据采集系统，可以实现管线内外业一体化，规范化地下管线数据采集的工作流程，提高管线的工作效率。

2 管线探测流程

2.1 作业流程

管线作业流程大致可以分为四个部分，管线外业调绘、测量管线点坐标、内业数据处理、生成数据库[3，4]，如图1所示。管线外业调绘中绘制管线草图，建立管点之间的拓扑关系，同时记录管点、管线的属性信息。采用全站仪或RTK收集管点坐标，内业数据处理时与管线草图匹配，最终生成数据库。

图1 管线作业流程

2.2 数据整理

传统纸质管线作业中，主要是利用纸质绘制管线草图和记录相关属性信息，对于大型的管线项目，容易存在重号等问题，尤其是在数字化过程中容易出现错连、重号等纰漏，如果错号，还需要外业进行重测，过程烦琐。若是采用移动GIS方法，可以避免这些问题。外业采集数据结束后，直接将数据导出，大大降低了传统纸质内业数据整理的工作量。在使用平板电脑进行管线巡视时，配合显示的重要管线标注，可直观查看重要属性是否正确、丢失，与传统纸质相比省去了打印纸质图等过程，而且系统设置了记忆功能，在记录数据时一些常用的属性，如材质、线型、管线性质、流向等属性值直接从上一个点或线中获取。

3 系统设计

3.1 系统总体结构设计

本系统采用3层架构设计，分别为服务层、数据层、运行支撑层组成[5]，如图2所示。

(1)运行支撑层

运行支撑层是软件的开发框架，也是系统平台层，各系统中所有应用都是基于该层进行开发的。其中ArcGIS for Android由Esri发布，是构建原生及跨平台的地图应用程序的开发包，可用于开发桌面和移动设备的应用程序，支持各种地图服务。SQLite是一个开源、内嵌式的关系型数据库，主要用来完成数据存储。

图2 系统总体结构设计

(2)数据层

数据层是由离线地图，表单数据以及照片等其他数据构成，包含了管线外业调绘时的离线地形图，九类管线的点、线属性表，备注信息表以及调查地点的照片。

(3)服务层

服务层主要包括登录验证、工程管理、图层控制、地图操作、数据编辑、查询服务等部分，可以实现身份登录，文件的新建、打开数据库文件，导入离线地图以及地图放缩等基本操作，查询、添加管点、管线。

3.2 系统数据库设计

系统数据库采用SQLite数据库，它实现了零配置、完备性、事务性的SQL数据库引擎，特点是简单、灵活、可靠。数据库结构设计则是充分考虑工作中属性规范指定相应的数据表，主要有管点属性表、管线属性表。管点属性表主要有物探号、特征、附属物、管线性质、权属单位属性[6]。管线属性表主要有起点物探号、终点物探号、起点埋深、终点埋深、埋设类型、线型、管线性质、材质、管径、压力值、电缆条数、总孔数、占用孔数、电压值、路名属性[7]。

4 功能设计

本文中功能设计的系统功能架构[8]，如图3所示。

4.1 工程管理

工程管理主要是对数据库文件进行新建、打开、导入操作以及加载离线地图。离线地图可以通过ArcGIS进行发布，供移动端进行离线数据访问。如图4所示，该部分功能主要是对数据库文件及离线地图文件进行相关操作。

图3 系统功能架构

图4 工程管理

4.2 地图操作

地图操作部分主要包含了地图浏览功能，如放大、缩小、全图显示。图层控制功能主要是对电力、电信、排水、给水等九种管线的图层进行显示隐藏操作，可以根据需要关闭显示图层。添加管点、管线和备注也是本系统的核心部分。本系统操作界面如图5所示，离线地形图与已有管线相结合，右侧为图层管理层，此处仅以电力、电信为例。配合管线的属性标注，能够完全取代纸质作业。

图5 地图操作

4.3 数据处理

数据处理部分主要分为编辑、查询和删除功能。用户可以对感兴趣的管点、管线使用点选操作进行编辑、查询和删除其属性。录入、编辑、查询管点管线的属性信息，如图6、图7所示，此处以电力管点和管线为例。管线外业探测过程中，同一路段的同类型管点、管线通常有相同的属性，如材质、线型、管线性质、流向等，因此在使用系统进行数据采集时，对重复性较高的属性项，使用记忆输入法，即直接将上一个数据显示在属性表中，无须用户对每个管点管线的属性值，全部进行重新录入。

图6 点属性

图7 线属性

5 结 语

本文中开发基于Android平台的管线外业数据采集系统，能够实时有效地完成大型管线野外数据调绘和采集，减少了大量内业处理工作量，提高了工作效率。比传统管线采集方式节省了50%的工作量，省略了传统纸质作业流程中，打图、绘制纸质草图、内业重新录入数据等容易出现纰漏的过程，真正实现了内外业作业模式数字一体化，同时也取得了良好的经济效益和社会效益。

[1] 范娟娟，鞠建荣. 基于Android 的管线移动采集更新系统设计与实现[J]. 城市勘测，2016，1(1)：98～100.

[2] 郭鹏，夏吉祥，王超. 基于Android平台的地下管线数据移动采集软件设计与实现[J]. 地理信息世界，2014，21(2)：74～77.

[3] 秦智慧. 地下管线探测内外业一体化系统的研究与设计[J]. 工程勘察，2015(9)：76～79.

[4] 常洲，戴相喜，王华峰. 地下管线内外业一体化探测技术研究及实现[J]. 测绘通报，2011(7)：50～53.

[5] 唐晓旭. 基于PDA的内外业一体化技术在地下管线普查中的应用[J]. 计算机光盘软件与应用，2012(20)：79～80.

[6] 张书亮，储征伟，何源等. 城市综合与专业地下管线空间数据的差异性分析[J]. 测绘通报，2013(12)：58～62.

[7] 林超峰，丁建勋，万志刚等. 基于VB 的地下管线竣工测量内外业一体化的设计与实现[J]. 测绘通报，2012 (S1).

[8] 倪志，康停军，古敏聪等. 基于移动GIS 的地下管线应用的设计与实现[J]. 测绘与空间地理信息，2016，39(7)：34～35.

DesignandImplementationofPipelineAnnotationSystemBasedonAndroid

Yang Zeyu1，Sun Binjian2
(1.Wuhan JiaHe Info Co.，Ltd，Wuhan 430000，China；2.Xuzhou Institute of Surveying and Mapping，Xuzhou 221000，China)

Urban underground pipeline is the key part of urban public infrastructure，how to maintain and update the underground pipeline information efficiently and rapidly becomes an important problem in the city management. This paper describes the process of pipeline data collection，based on the Android platform design and development of mobile GIS data collection system. Different from the traditional paper recording process，mobile GIS data collection system can drop the tedious working procedure，reduce error probability caused by manual record pipeline data，and grow great working efficiency.

Android；pipeline；Mobile GIS

1672-8262(2017)06-40-03

P208.2

B

2017—02—06

杨泽宇(1987—)，女，硕士，工程师，主要从事GIS软件开发、图像算法等研究。