哈密水土利用遥感监测成果移动应用APP设计与实现

马晓兵 沈林 申源

摘 要：新疆地域广袤，自然条件恶劣，水利业务人员在野外开展现场核查及执法工作时，水土利用遥感监测成果急需一种高效便捷的移动应用方式，供业务人员快速准确地确定现场空间位置及与监测对象的空间位置关系，查询浏览水土利用对象信息。基于此，本设计研发了一款哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP。该APP利用当下流行普及的Android移动智能设备，易用性强，稳定性高，被广泛应用于各个领域。

关键词：Android；LBS；水土利用；遥感监测

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）07-0026-03

Research on Water Conservancy Application Based

on Virtual Reality and GIS Technology

MA Xiaobing SHEN Lin SHEN Yuan

（Information Center of the Yellow River Water Conservancy Commission，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract： The area of Xinjiang is vast and the natural conditions are bad. When the water conservancy personnel carry out field verification and law enforcement in the field， the results of remote sensing monitoring of soil and water use urgently need a kind of efficient and convenient mobile application way， for the business personnel to quickly and accurately determine the location of the field space and the relationship between the monitoring of the spatial location of the image and the inquiry of the browsing water. The information of soil utilization objects. Based on this， we designed and developed a mobile application and patrol navigation APP for remote sensing monitoring of soil and water use in Hami. The APP took advantage of the popular Android mobile intelligent device， which was easy to use and has high stability. It has been widely used in various fields.

Keywords： Android；LBS；soil and water use；remote sensing monitoring

1 哈密水土利用遙感监测成果移动应用APP研发背景和意义

哈密地区属水资源匮乏地区，用水矛盾较为突出。随着地区经济尤其是新型工业化的快速发展，落实“土地零开荒”政策，对合理配置和利用水资源、改善区域生态环境、促进区域经济社会快速发展具有重要意义。遥感技术作为一种综合性信息获取技术，随着遥感数据资源愈加丰富，初步达到了应用产业化、遥感信息定量化水平。利用高分辨率卫星遥感技术，对哈密地区水土利用情况进行调查监测，获取哈密水土利用成果，开发基于PC端桌面的监测信息系统，为区域水土资源开发利用、分析研究、有效管理等工作提供科学依据，但桌面版成果信息系统仅限于业务人员室内作业时使用[1]。

新疆地域广袤，自然条件恶劣，水利业务人员在野外开展现场核查及执法工作时，水土利用遥感监测成果急需一种高效便捷的移动应用方式，供业务人员快速准确地确定现场空间位置及与监测对象的空间位置关系，查询浏览水土利用对象信息。目前，Android智能移动设备（手机、平板）应用普及，设计研发哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP，成为最为合理的解决方案[2]。

2 APP的主要功能

根据业务人员野外现场核查和执法工作需求，哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP主要包括以下几个功能。

2.1 遥感监测影像移动应用

水土利用遥感监测过程中，获取了多年度高分辨率哈密地区遥感影像，经过对Android智能端的定制处理，可供业务人员在野外基于Android手机或平板浏览查看现场地貌特征，掌握交通、工程、乡政区划等地物分布，提供空间背景信息支持[3]。

2.2 水土利用专题成果移动应用

哈密水土利用分布专题成果是开展哈密水土遥感监测的核心成果，分年度、分地域生成多期专题，以矢量地理信息方式管理，空间化标注水土利用地块的位置、范围，并配有标号、地块性质等相关属性信息，经过基于Android端的定制开发，供业务人员在现场巡查和执法中实时浏览查询水土利用专题成果信息，为开展巡查执法提供依据。

2.3 执法巡查导航

基于Android智能端位置服务（Location Based Service），野外人员在现场开展巡查执法工作时，可实时跟踪显示人员所处的空间位置，并实时与遥感影像和水土利用专题信息叠加，直观体现业务人员与巡查执法对象空间位置关系，为业务人员行动和开展业务提供空间导航服务[4]。

3 APP设计研发流程及关键技术

哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP基于位置服务（Location Based Service）和ArcGIS API For Android技术设计实现，主要研发步骤包括LBS位置服务实时定位接口开发、Android移动端地图浏览功能开发和哈密水土利用遥感监测成果Android移动端离线地图制作等步骤。

3.1 LBS位置服务实时定位接口开发

定位功能是本APP的核心功能，服务执法巡查导航功能直接决定开展水土利用成果现场核查执法时使用监测成果开展业务工作的准确性。本项目对目前移动端定位接口开发技术进行了深入剖析，综合设计出最为先进优化的实时定位接口开发方案[5]。

目前，Android端智能设备常用的定位技术包括GNSS模块定位、基站定位、Wi-Fi网络定位。为了更好地在不同使用环境中快速实现定位，继而支持LBS位置服务，本成果综合多种移动端定位机制，研发实现定位接口。具体实现方式如下：首先注册私有LocationListener，使其同时监听GPS_PROVIDER和NETWORK_PROVIDER；然后调用getLastKnownLocation获得Location值，这个值作为备选值，在一段用户可接受的时间内，不断接收从onLocationChanged返回的位置，并同之前的值进行比较，选取最佳值返给用户，如果失败，则告知用户无法定位。整个过程需定义两个重要函数：一个函数用于比较两个Location信息，返回其中好的那个；另一个函数则用来判断Location信息是否可以被接受。确定的定位信息实时标注在地图中，供用户开展现场工作时通过APP掌握自身空间位置，了解与水土利用监测对象的实时空间位置[6]。

3.2 Android移动端地图浏览功能开发

哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP软件安装运行于Android智能移动设备（如Android手机、Android平板）上，迎合用户对Android移动设备习惯性的操作用以控制地图，如滑动、拖动及捏夹等手势操作，重要的移动端地图浏览功能基于Android SDKs和ArcGIS Runtime SDK for Android开发。

Android是Google公司推出的开源移动操作系统，自2007年推出后，飞速发展，目前已经成为市场占有率最高的移动操作系统，在大众手机和平板中被广泛使用。Android SDK支持使用Java语言开发应用程序，Esri为Android平台提供了专门的开发包ArcGIS Runtime SDK for Android。本项目APP开发了移动端地图的缩放、平移等基本操作和捏夹、双击等手势操作，双击后向下向上垂直滑动；对地图进行查询，包括identity、find和query查询等；使用多种渲染方式显示加载的数据以优化效率，并使用popups、callout等方式显示数据的属性信息。Android移动端地图浏览功能在APP中的效果见图1。

3.3 哈密水土利用遥感监测成果离线地图制作

哈密水土利用遥感监测成果主要包括关键年份哈密水土利用遥感监测影像、水土利用遥感解译矢量成果和哈密地区基础地理信息。为了更好地在Android移动端综合快速地使用各类成果，数据以图层方式管理，并提前以适用Android端调用tpk文件切片打包。

tpk是ArcGIS10.1推出的一种新的数据文件类型，主要用于将切片文件打包形成离线地图包，可以在ArcGIS Runtime或者ArcGIS for Android/iOS中作为切片底图被加载。在ArcGIS10.1中，tpk的生成被集成在了ArcGIS for Desktop中，制作方法如下：打开ArcMap，加载数据，选择菜单Customize-》ArcMap Options，在弹出的对话框中选择“sharing”选项卡，勾选“Enable ArcGIS Runtime Tools”；此时，在File文件菜单中的“share as…”菜单下就多了一个选项“Tile Package…”，选择该菜单，弹出“Tile Package”对话框，设置各个标签页中的参数，基本都和发布ArcGIS for Server地图服务时的参数相同，填写完成后点击“Analyze”，如果报错则根据错误提示重新修改各个参数，最后点击Share，制作生成tpk文件。生成的离线地图文件可方便地被APP集成调用。哈密水土遥感监测影像离线地图在APP中应用的情况见图2。

4 APP应用情况及先进性

哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP的设计与实现是移动信息化技术发展和哈密水土利用监测业务需求共同促成的成果，利用当下流行普及的Android移动智能设备，易用性强，稳定性高，从根本上改变了哈密水利业务执法人员现场使用水土利用遥感监测成果的方式，一定程度上了改变了业务开展模式和效率，为现场核查、现场执法提供了便捷有力的信息依据，大大提升了工作效率，为水利业务的信息化应用开辟了新的途径。

目前，哈密水土利用遥感监测成果移动应用及巡查导航APP软件已作为生产应用性软件在哈密地区水利局中推广使用，水资源业务人员将此APP软件安装至手机及平板中，在野外核查水土利用监测对象和现场执法过程中广泛使用，直观便捷的确定自身空间位置及与监测对象的空间位置关系，掌握水土利用监测对象分布，判别执法对象变化情况，提供有力信息依据，得到了业务人员和相关部门的肯定。

此项成果技术，可在水利业务多个方面予以应用，如防汛、水资源、水政执法等等，为水利业务人员在野外现场工作中提供空间信息服务和专题信息服务，下一步，将在其他水利业务中予以推广应用。

参考文献：

[1]李纪人，黄诗峰.遥感和地理信息系统在水利中的应用现状与展望[C]//中国水利学会专业学术综述.2004.

[2]李紀人.遥感在水利行业中的应用[J].卫星应用，2012（1）：61-64.

[3]刘占平，王宏武，汪国平，等. 面向数字地球的虚拟现实系统关键技术研究[J]. 中国图象图形学报，2002（2）：160-164.

[4]陈军，蒋捷，周旭，等.地理信息公共服务平台的总体技术设计研究[J].地理信息世界，2009（3）：7-11.

[5]陈飞翔，李华，周治武.面向LBS的移动空间信息服务研究[J].计算机工程与应用，2008（13）：217-219.

[6]周源，汪永强，张庆全.基于安卓系统的位置服务终端软件研发[J].测绘与空间地理信息，2014（10）：88-91.