浅谈基于电子平板的基础性地理国情监测外业调查技术

周春峰

（辽宁省自然资源事务服务中心 辽宁省基础测绘院，辽宁 锦州121000）

1 概述

随着科技的发展，经济的进步，测绘行业与移动互联网技术结合的越来越紧密。区别于原来纸质地图的野外调绘，如今的移动智能设备在调绘方面发挥的优势成为人们关注的焦点[1]。电子调绘系统可以满足外业调绘的实际需求，实现外业调绘信息的快速、高效录入和外业调绘信息的电子化，提高测绘的生产效率，完善生产流程，实现内外一体化的生产模式[2]。

2 关键技术

2.1 电子平板调绘优势

2.1.1 传统纸质底图调绘。第一次全国地理国情普查时，我省外业调绘采用了传统的纸质底图调绘的方式开展。主要是采用内业解译的要素数据叠加正射影像图打印成纸质图形成调绘底图，对解译有疑惑或不确定的区域标注出来，外业调绘人员再到实地调绘与核查。主要存在以下几方面不足：（1）纸图打印工作量巨大，野外的使用、后期的扫描成图入库及图件管理，都会导致资源及工作量的浪费；（2）由于基础性地理国情监测需要采集解译样本和记录轨迹，外业调绘时还需要携带GPS照相机。照相机、调绘底图等多种资料外业携带不方便，如遇雨水季节，将影响工作进度；（3）纸图调绘存在内业判读错误或丢漏情况，内外业无法信息化衔接，在一定程度上影响整体生产效率；（4）相机拍摄照片时需严格遵循拍摄的姿态要求采集，质量控制难以保证。

2.1.2 电子调绘。电子调绘技术是将经过判绘的影像拷贝到平板电脑存储器上，在野外对照实物直接在数字影像上标绘，并记录下矢量数据，使整个空间数据的获取、处理、成果入库的流程均为数字格式[3]。

它与传统作业方式相比，技术优势主要表现如下：（1）内外业一体化作业。内业采集数据与外业核查数据可以很方便地进行交互，实现了同一套软件平台、同一套生产方案，生产作业的采编一体化、图库一体化、作业成果一步到位。（2）无纸化作业。传统作业模式要求外业调绘前必须在纸质底图上做重点标注，调绘完成后还需清绘，而通过电子平板调绘只需要利用台式机进行两次数据转换即可完成，实现了外业无纸化作业，省去了出图、清绘、扫描的步骤，避免了传统的纸质底图容易破损且生产成本高的缺点，提高项目整体的工作效率，节约生产成本[4]。（3）集成相机和GPS，方便样本拍摄、轨迹记录。电子平板可以实时获取定位、姿态、方位信息，精确记录轨迹，解译样本采集与制作方便快捷，同时省去了普查时GPS和相机同时携带的麻烦。（4）调绘方法简单易操作。由于平板电脑全部采用了全数字化无纸作业，现场作业大多数为选择性操作，采用涂鸦式半自动调绘，减少了手工绘制的工作量，免去手工清绘，同时采用智能笔随时进行标注，极大降低了调绘难度。（5）精度高。电子调绘系统可以有效地调用平板设备的GPS定位功能，实现对影像的实时跟踪等功能，方便了作业员识别和判断地物在影像上的具体位置，提高了外业定位的速度和调绘精度[5]。

2.1.3 结论。基于以上分析，利用电子平板调绘系统开展外业调绘能极大的降低工作量，提高作业效率。因此我院决定利用电子平板进行基础性地理国情监测项目的外业调绘。

2.2 电子平板调绘精度验证

按照基础性地理国情对软硬件的要求，在使用之前，对电子平板外业调绘系统的定位精度进行了验证，以确定是否满足基础性地理国情监测精度的要求。

检测时使用2 个电子平板，分别采集28 个点，点位选择在地物特征明显的位置。电子平板拍照时，可以显示实时卫星数和拍照时的方位角、俯仰角、横滚角。电子平板外业核查时按照基础性地理国情监测规范要求对俯仰角和横滚角角度进行了设置，不满足规范要求时对拍照进行提示，防止超出标准。

3 电子平板外业调绘系统使用

3.1 功能模块

电子平板调绘系统分为五个主要模块，地图定位模块、数据编辑模块、外业调绘模块、数据管理模块、桌面端辅助模块。

3.1.1 地图定位模块。软件中的定位模块需要实时定位测绘人员的位置，利用电子平板自身的GPS定位服务，能够在底图上确定外业调绘人员的位置，从而利于外业人员在环境复杂的外业条件中及时知道自己所在底图的位置与问题点的相对位置，同时可以辅助进行路径规划与轨迹记录等功能。

3.1.2 数据编辑模块。数据编辑模块是该软件设计的重要部分，它允许外业人员根据外业实地情况，及时准确的在底图上做出标注，包括有疑问的地物信息以及在内业处理过程中无法明确的地物。

3.1.3 调绘核查模块。调绘核查模块主要包括原笔迹调绘、照片采集、照片标绘、样本采集、地图量测等功能。

3.1.4 数据管理模块。数据管理模块存储主要数据：DOM影像数据、调绘底图、地图定位模块GPS 轨迹数据、数据编辑模块中的标注、绘制的图形、采集的样本图片等数据。

3.1.5 桌面端辅助模块。桌面端辅助系统主要实现与移动端数据对接，包括以下三个功能模块：矢数据准备、影像数据准备、数据后处理。

3.2 作业流程

外业调绘系统的作业流程如图1 所示。

3.2.1 调绘资料准备。准备好基础性地理国情矢量数据、影像数据、以及外业疑问图斑，为外业调绘做好准备。

图1 作业流程图

图2 桌面端辅助系统主界面

3.2.2 调绘资料导入移动端平板。将准备好的矢量数据、影像数据利用桌面辅助软件导入平板电脑中，其操作界面如图2。

（1）矢量数据处理模块分为GDB转shape 和矢量数据入库两部分：将以区县目录组织的GDB 格式的本底数据、监测数据和外业核查数据转换成Shape 格式，再将转换出的Shape 格式转换成平板端可用.geodatabase 格式。（2）影像数据处理模块：将影像数据定义投影并计算影像金字塔和统计数据。选择影像所在文件、输出结果目录，以及要投影到的目标国家2000 系平面投影。

3.2.3 外业调绘。外业调绘时发现某一地物属性不正确时，可直接在电子平板上对进行标注，同时可以进行照片拍摄以制作解译样本。电子平板外业调绘系统对照片拍摄进行了限制。拍照时要实时观察方位角、俯仰角、横滚角的示数，必须保证终端在标准范围内拍照。

3.2.4 外业调绘数据处理。外业调绘完成后利用桌面端辅助软件将调绘数据导出到计算机上直接进行图形编辑。

（1）平板数据导出外业核查层。将平板端.geodatabase 格式的国情矢量成果数据中的三个外业核查层单独提取到一个新的.geodatabase 中。（2）平板数据转换成GDB。将平板端.geodatabase 格式的辅助数据和国情矢量成果数据导出为GDB。（3）地面照片处理。从辅助数据的媒体点（MEDIA）层筛选出样本照片点，将样本照片点中的经纬度等信息写入拍摄的样本照片，保存为照片的EXIF信息。（4）解译样本数据制作。通过读取外业调绘辅助数据（*.gdb）的地面照片点信息，确定样本点所在镶嵌线，进而根据镶嵌线确定裁切小影像（即遥感影像实例）所采用的遥感影像，最后将小影像信息和地面照片信息保存到解译样本MDB数据库中。

4 结论

本文研究建立的电子平板外业调绘模式，首次实现我省外业调绘成果的电子化，其次实现了内业和外业的一体化衔接，有力推动了测绘科技的智能化转型。