基于移动GIS的综合调查作业模式探究

徐晗

(上海市测绘院，上海 200063)

1 引 言

近年来，土地调查、全息测绘、管线测量以及地理国情监测等工作都对以调查为手段的变化发现、外业调绘、属性采集工作提出了更高要求[1-3]。以智能化全息测绘为例，随着激光扫描、航空摄影、移动测绘等新型采集手段的不断发展，空间、纹理信息的获取已十分便捷[4]。但是，地理实体的社会经济属性仍需要通过人工调查的方式获取；调绘工作仍依赖纸质图纸。长期以来，传统的调查工作管理模式单一，管控力度不够，且多种类数据的重复调查，不仅效率低，还会带来成果不一致等诸多问题，已不适应现代社会综合治理要求。

随着智能设备性能的提高和应用的普及，移动GIS作用日益凸显，同时也为综合调查提供了新的技术手段。因此，本文将通过“一巡多用、一巡多得”，实现变化发现、外业调绘、属性采集最多“跑一次”，在提高效率的同时，探索全面集成的自动化、规范化综合调查采集模式，并进行了项目实践。

2 传统调查作业模式存在的问题

(1)重复采集问题严重

根据调查的目的、要求不同，作业人员往往需多次重复到达现场，进行诸如变化发现、外业调绘、属性采集等工作。比如管线测量、全息测绘的外业调绘，土地利用现状调查，地理国情数据更新，是不同作业队伍，在不同时间去同一个地点采集的。

(2)多种成果数据无法确保一致

多次采集，时效不一致以及采集技术标准、工作流程不统一，导致成果间一致性存在问题，为不同成果融合利用增加难度。比如管线测量和全息测绘的外业调绘工作是分别进行的，对管线地面附属物的判别常存在差异，数据融合阶段往往需要增加额外的外业采集工作。

(3)传统模式效率低

目前，以纸质草图为基础的传统调查作业模式仍是主流，数据采集的自动化、规范化、集成化程度低，导致作业效率低。且调查获取的数据，还需人工输入数据库，不仅易出错，还增加了不必要的作业环节，使调查作业内外业分离，流程烦琐。

(4)过程管控、质量监管难

传统调查作业模式，作业过程处于“黑盒”状态，无法确定作业人员是否到达现场，是否100%落实调绘、采集等工作要求。随着智能化全息测绘的发展，城市要素采集，部件全、属性多，建模还需外业采集纹理，工作量大，容易遗漏，过程管控、质量监管问题将更加突出。

3 综合调查作业模式构建

为解决传统调查作业存在的问题，通过多项调查作业和多种类数据的综合梳理、分析，结合从单一到综合，发现到采集，管理到跟踪的建设目标，综合调查作业模式必须涵盖以管理需求为核心的GIS桌面管理端和以现场作业需求为核心的移动调查终端。

3.1 GIS桌面管理端

GIS桌面管理端(以下简称管理平台)是综合调查作业管理的核心。除浏览、查询、分析等基础功能外，管理平台需具备数据配置、项目管理、安全保密三方面功能。

(1)数据配置

根据土地调查、全息测绘、管线测量以及地理国情监测等工作的需求，综合调查可能涉及影像底图、地形数据等基础数据和土地利用现状数据、宗地数据、全息测绘成果、管线数据、地理国情数据等业务数据。可见需要进行调查的业务数据成果标准各不相同，且调查需求也各不相同，因此数据配置以矢量数据为基础，需对数据属性进行三个部分的灵活配置。①字段名、字段类型、数据精度等属性参数；②是否编辑、是否拍照、拍照要求等操作参数；③是否显示、显示效果、是否可查等辅助参数。通过三类参数的灵活配置，满足矢量格式要求的数据都可纳入综合调查作业体系。灵活的数据配置是综合调查作业实现“一巡多用、一巡多得”的核心。

(2)项目管理

区别于传统调查作业的“黑盒”模式，项目管理需实现从作业人员、作业任务到作业过程三个层面的自动化管理。通过用户管理、任务分割、任务分发、任务提醒等功能，可实现综合调查范围全覆盖、作业全流程的监督管理。除此以外，结合移动GIS实时定位、实时采集的特点，项目管理模块可通过调查人员作业轨迹的查看、分析实现对调查过程的监督和成果质量的辅助评定[5]。

(3)安全保密

为确保数据安全，管理平台可采用业务信息网上流转，调查数据线下加密的方式，既保证业务信息的实时流转，也保证调查数据的安全保密。鉴于移动端运算性能限制，经对比试验，针对调查数据的加密可分为两个部分。①对影像底图等栅格数据，因数据量较大，加密算法运算成本较高，影响数据实时解密、显示的效果，因此可先混淆数据空间索引文件，再进行压缩加密处理，如图1所示，确保兼顾数据安全和运行效率。②对矢量业务数据，重点对空间坐标属性进行加密。RSA加密算法是目前被研究最广泛的公钥算法，其中RSA和AES(如图2)加密算法解决了单一加密机制的安全性、速度性、密钥管理等问题[6，7]，被广泛用于区块链、数据通信等领域，经实践，是解决综合调查数据线下加密打包的有效算法。

图1 影像底图等栅格数据加密方法 图2 调查矢量数据加密方法

3.2 移动调查终端

移动调查终端是实现自动化、规范化作业的核心。从纸质底图、手工记录到电子平板、自动采集，移动调查终端应通过优化采集、丰富内容、协助管理三方面提高综合调查作业的效率和质量。

(1)优化采集

从采集方式来看，通过语音识别、图文识别等技术，属性采集已不再单纯依赖手工输入，自动化、便捷化的采集方式可充分提高作业效率。从辅助手段来看，通过电子设备、多源GIS数据，可实现实时定位，现场数据查询、浏览、叠加、分析等多项辅助功能，协助作业人员做更准确的判断和采集，提高数据采集的质量。

(2)丰富内容

从采集内容来看，作业人员可现场采集各类文本属性数据；视频、照片等多媒体数据以及时间、位置等辅助数据，大大丰富采集内容。且采集位置、时间、属性和图片数据的一致性，可作为数据质检的重要依据，如照片采集的位置、角度、朝向与采集对象的空间位置矛盾，系统可锁定拍照功能，强制作业人员到点采集，提高数据质量。

(3)协助管理

综合调查因调查对象的增加，对作业人员要求较高，移动调查终端需配备作业管理模块。对所有待调查的数据进行组织管理，调查人员可从系统中快速了解数据内容、作业范围等基本信息。通过对已经完成和未完成的任务进行分色显示，提供诸如快速定位距离最近的待调查对象等功能，可进一步协助作业人员无遗漏地完成调查作业。同时，作业管理模块还可以对作业人员的工作量、工作效率进行评定，督促作业人员保质保量完成任务。

4 上海市黄浦区项目实例

上海市黄浦区项目的调查旨在采集用地管理中实际使用情况这一现状数据，补全工业和商业地块的现状使用信息，弥补目前土地管理中实际使用情况主体的信息缺失。结合全息测绘院落实体数据以及地理国情专题设施更新需求，以综合调查作业模式为基础，建设了“院落(建筑)实体综合调查系统”[8，9]。系统分为GIS桌面管理端和移动调查终端(如图3)，建立了院落实体、土地数据以及地理国情要素综合调查体系，功能组织如图4所示。

通过黄浦区试点区域的综合调查(数据组织如图5所示)，在充分提高作业效率，提高成果质量，提高管理能力的基础上，形成了从平面地块数据到使用权利人实体化，使用情况立体化，使用内容丰富化的整套利用现状数据，并实现院落实体数据和地理国情数据的同步更新。通过数据配置，系统可灵活适应包括全息测绘、管线测量等在内的多种变化发现、外业调绘、属性采集工作。

图3 综合调查系统移动调查终端 图4 院落(建筑实体)综合调查系统功能组织

图5 项目数据组织

5 结 论

本文分析了传统调查作业模式存在的问题，构建了综合调查作业模式，并通过建设“院落(建筑)实体综合调查系统”，以及项目试点，实践了综合调查作业模型的可行性，在提高作业效率的基础上，提高了调查作业管理能力和成果质量，对以调查为手段的变化发现、外业调绘、属性采集工作开展有借鉴意义。