测量标志巡查内外业一体化管理系统的设计与实现

彭李，周勇，黄健

(1.荆州市测绘院，湖北 荆州 434000； 2.荆州市自然资源和规划局，湖北 荆州 434000)

1 引 言

测量标志是维持国家坐标系统、高程系统、重力系统及其框架的基础设施，是空间位置定位的基准，在国民经济建设和社会发展中发挥着重要的基础保障作用[1，2]。测量标志一旦破坏，就无法发挥其应有作用，而且恢复重建工作非常复杂，费用大大增加，影响正常的测量活动。因此，各级测绘地理信息主管部门高度重视此项工作，每年都定期开展测量标志巡查工作，进一步加强对测量标志保护。

由于测量标志点资料均为静态图纸及纸质文档，而且测量标志种类多、分布范围广、巡查工作周期长，外业还要携带仪器设备，传统手工管理的方式操作十分不便，存在测量标志点难找、数据查询困难、信息化水平不高、大量重复性工作等诸多问题，无法及时掌握测量标志的情况，不便于测量标志的维护和保管。各地除了制定测量标志巡查的相关措施外，开展了测量标志信息化工作，基本实现了测量标志数据的集中管理[3，4]。但这些系统架构单一、功能设计侧重于数据库管理，忽视了测量标志巡查内外业的业务联系，导致了数据更新维护不一致、时效性差、信息不准确等问题，在一定程度上影响了测量标志的巡查工作[5，6]。

测量标志巡查是一项系统性、持续性的工作，时间紧、任务重，如何提高巡查工作的效率，是当前迫切需要解决的问题。本文采用面向服务的(SOA)架构及移动GIS等技术，以测量标志巡查数据管理为主线，设计了测量标志巡查内外业一体化管理系统，实现基于平板电脑的移动巡查和桌面端展示测量标志位置以及其他相关属性信息，能够有效管理测量标志信息及基于规则和模板驱动的测量标志点相关电子表格批量输出等，满足测量标志巡查、管理的业务需求。系统既便于对测量标志的维护，又大大缩短了巡查周期，保证了点位资料的现势性，实现了测量标志巡查的信息化。

2 系统设计

2.1 系统架构

系统总体框架分为标准规范层、数据支撑层、基础框架层和功能应用层四个部分[7～9]，如图1所示：

图1 系统架构

标准规范层。系统建设严格遵循行业相关的数据规范、设计标准、操作规程等，并根据建设内容形成相应的数据资源建设和符号化表达规范要求。

数据支撑层。为系统提供数据支持，包含作为底图数据的卫星影像、测量基础DLG数据、文档资料等数据，还包括保管员数据、各类测量标志点数据(三角点、水准点、GPS点、基准站等)。

基础框架层。包含高度集成化的应用开发平台和中间件产品，通过.NetFrameWork、ArcGIS、Android API和ArcGIS For Android等提供统一的技术支撑。

功能应用层。包括桌面端管理子系统和移动端巡查子系统，实现数据加载、地图浏览、标志点查询与统计输出，野外巡查、路径规划、照片采集、GPS定位与轨迹记录等功能。

2.2 系统功能设计

桌面端主要提供对空间数据的访问、编辑、输出等功能，将内业处理数据与外业巡查紧密地结合在一起，从而实现内外业一体化测量标志巡查流程，底图数据制作、平板数据导出、数据查询统计、数据管理、报表输出等工作主要在桌面端执行，具体功能如图2所示。

图2 桌面端管理子系统功能

平板端主要用于测量标志的野外巡查工作，运行于安卓平台的平板电脑上，考虑平板的显示效率，在桌面端首先对已有影像数据和矢量数据进行数据切片操作，由于涉及数据保密工作，在进行外业巡查时，需要将所需的数据下载到平板端进行存储，数据的读取、显示、编辑、保存通过本地数据库完成，具体功能如图3所示。

图3 移动端巡查子系统功能

2.3 数据库设计

系统数据库的建设主要包括各类测量标志点数据内容：三角点数据、水准点数据、GPS点数据、基准站数据、保管员信息、巡查路径以及各种辅助点、辅助线和辅助面数据。

测量标志数据库在桌面端和移动端基本保持一致。桌面端通过Microsoft SQLServer 2016和ArcGIS统一管理数据，移动端则采用Sqlite数据库，并进行扩展，以支持空间数据的存储。考虑到底图瓦片的大数据量和离线加载的需要，系统将瓦片实体文件存储在平板存储或SD卡的文件中；测量标志点数据和辅助数据的数据量较少且用户操作频繁，将其存储在平板项目目录的Sqlite数据库中。另外，图片采用实体文件保存，数据库保存路径和文件名。

3 系统实现

3.1 桌面端管理子系统

实现地图浏览、数据编辑、数据设置、地图工具、移动端数据管理和查询统计等功能，系统界面如图4所示。移动端数据管理模块实现从数据库中下载数据(geodatabase格式数据库)提供给外业巡查系统使用；当外业巡查完成后，支持将geodatabase数据库上传到数据库，保持内外数据的一致性。通过选择或输入行政区划，标志类型以及级别、点名等信息，进行测量标志点查询，查询的结果可导出Excel表格，并可批量对测量标志点进行文档输出。汇总统计主要实现对各个类型测量标志点的总数、各级别数量、完损情况进行统计，并将结果导出Excel表格，如图5所示。

图4 桌面端管理子系统界面

图5 汇总统计

3.2 移动端巡查子系统

实现了测量标志查询定位、测量标志信息采集、巡查路线规划及标志点巡查、GPS轨迹记录。测量标志查询定位功能实现根据测量标志点类型，输入点名、等级和保管员等查询条件，显示查询结果，查看和编辑标志点属性。测量标志信息采集功能实现对测量标志点的信息进行录入编辑、属性数据的编辑与修改及测量标志图像拍摄，可以添加、删除不同类型的测量标志点，建立了标志点照片与对应的测量标志点关联，如图6所示。巡查路线规划及标志点巡查功能实现为巡查人员提供多点的巡查，支持巡查测量标志点之间的规划与指示，可以快速定位当前位置，为巡查实时提供行进方向，使巡查人员能够准确快捷地找到被巡查的测量标志点，如图7所示。GPS轨迹记录功能实时记录巡查人员工作路线，保证标志巡查信息采集的真实性、可靠性，并为测量标志巡查督导检查工作提供可靠数据。

图6 测量标志信息采集

4 结 语

本文设计实现的测量标志巡查内外业一体化管理系统以影像和基础地理数据为支撑，集成各类测量标志点数据及相关业务数据，将测量标志巡查内外业业务紧密联系，移动端实现测量标志信息的实时采集与更新，通过地图定位和轨迹记录，可以快速找到需要巡查的点，桌面端实现对测量标志点之记和测量标志普查登记表进行识别和自动入库，按照统一的表格模板批量化输出点之记信息表、测量标志委托保管书等电子文档。系统的建立改变了传统测量标志巡查内、外业分离的情况，解决了测量标志点难找、信息查询难、管理难等问题，提高了测量标志外业的巡查及内业数据处理的效率，降低了测量标志管护工作成本和难度，促进了测量标志巡查工作科学化、规范化、常态化。