信息外业采集系统设计与实现——基于Web Socket协议的移民调查

周 婉，赵得意，方 衎，黄一昀

(江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州 362200)

移民工程实物调查的主要任务是查明征地范围内各种相关联对象的数量和质量，目前大多采用传统的调查统计方法，基础数据通过EXCEL表格进行采集汇总，需要专人将采集的数据逐条入库[1]。目前，市场上有许多的外业采集系统可实现线上填报汇总，但所上报的数据质量无法得到保证，时常出现返工现象。若通过移动外业采集系统，基于GIS平台的数据管理与分析方式，运用LBS服务，可直接将移民调查数据在平板上进行定位、记录，并实时上传至后台进行汇总输出，数据中存在的问题能够及时反馈，可极大提高工作精度和工作效率。

1 研究内容

基于GIS空间数据管理平台，利用数据库技术、Java、MUI等，建立完善的、相对独立的移民数据库及数据传输应用系统，为移民外业调查提供科学、高效、可靠的技术支持。本系统是一个独立自主设计的GIS平台，采用开源leaflet库读写栅格和矢量空间数据，构建瓦片金字塔模型压缩影像，调查图层在栅格影像上叠加显示，实现合并和编辑矢量图斑的操作，并基于空间信息使用手持终端进行属性数据记录和图片采集。区别于传统的作业方式，使用本系统在移动设备上作业不需要携带纸质遥感影像、地形图、调查卡片等，只需在移动设备上加载处理好的栅格和矢量空间数据就可查看电子版的作业数据，填写电子调查卡片。运用WebSocket通信协议，实现客户端和服务器双向通信，实现用户上报信息实时校验并主动反馈结果[2]。基于MUI移动端开源库，以IOS平台UI控件为基础，补充部分Android平台特有的UI控件，使用户交互界面高度趋于原生状态。

2 系统设计

采用B/S架构，使用MUI移动端开发框架，自主研发针对移民数据外业采集系统，实现了地图信息发布、数据库管理、GIS展示、数据分析与维护、用户之间通信等功能[3]。系统架构如图1。

图1 系统框架Fig.1 System framework

2.1 技术路线

基础数据库采用分布式管理方式，空间数据和属性数据分开管理。空间数据通过SDE发布服务，各个点位信息在移动端进行渲染展示，属性数据通过关系数据库管理引擎存储[4]。

图2 技术路线Fig.2 Technical route

用户登录信息利用Redis管理，存储登录令牌和控制时长。后台检查人员若发现外业采集人员有数据上传错误，则通过Web Socket服务协议，将审核结果反馈给外业采集人员，避免二次返工。

2.2 外业信息采集

外业信息采集过程是整个系统运行的核心部分，分为点状要素信息采集、线状要素信息采集、面状要素信息采集[5]。点状要素信息采集主要记录户数据，包括户的基本信息和所有涉及到的附属物信息，确认后由户主签字；线状要素信息采集主要记录电缆线、电力线等线状数据，主要包括线名、长度、类别等基本信息；面状要素信息采集主要记录农田、水系、道路等面状数据，包括集体用地属性、水系类别、用途等。该模块基于空间信息进行操作，外业人员点击相应实物对属性信息进行现场记录，对外业采集的信息进行录入，数据实时提交后台数据库。

2.3 数据库设计

所涉及的数据包括工程建设需要的永久占地及临时用地。工程占地范围内涉及的移民财产、城镇基础设施、工业企业；工程占地范围内涉及的交通、电力、管线、水利设施等专业项目。其中，户数据包括行政区划、人口信息、房屋信息、附属设施。行政区划分为市、县(区)、乡镇、村、组等；人口信息包括农业人口和非农业人口；房屋信息主要包括框架结构房屋、砖混房屋、砖木房屋、简易房等；附属设施包括砖围墙、门楼、厕所、炉灶、压水井、沼气池、空调、太阳能、有线电视、电视接收器、电话等全部有价值的物品[6]。

3 系统实现

系统按照功能可分为地图基本工具、地图要素管理、信息采集、事件处理、收发消息、数据管理、系统消息等功能模块。

图3 功能界面Fig.3 Function interface

地图基本工具模块。工具模块主要包括全图、放大、缩小、底图切换、距离量测、面积量测、GNSS定位。底图切换主要实现遥感影像图与矢量地图之间的切换[7]；GNSS定位功能实现当前位置在地图上显示，便于外业人员快速在地图上找到当前位置。

地图要素管理模块。图层管理模块包括地图编辑、删除、拍照，用于注释图层要素的当前属性，如该地图要素在实际调查中有变化，可通过地图编辑功能在图层要素上进行标识、绘制。编辑图层与原数据所属图层不同，便于内业检查修改。删除功能用于删除图层上多余的地图要素，如某处房屋已经拆迁或本身就不存在，调查者可以删除该要素，并将该要素的空间信息存储在日志表中，在pc端能够展示删除部分数据。调查者在修改或标注地图要素时可利用拍照功能上传现场图片。

信息采集模块。信息采集模块包括房屋信息、电缆线信息、土地信息的采集。该模块支持地物属性数据的记录，能够直接上传至服务器，其中点状数据如电线杆，线状数据包括电缆线、电力线等，面状数据包括土地数据、水域数据、道路数据。

图4 房屋信息采集界面Fig.4 House information collection interface

事件处理模块。事件处理模块主要有事件处理、事件响应。填报过程中，系统通过人员角色控制，将采集信息推送到项目组长的事件处理模块，项目组长可根据填报内容进行初步判断处理，若填报数据有误，可直接退回到填报人员，填报人员的事件处理模块将主动接受待处理事件。

收发消息模块。项目参与人员可在该模块中进行交流，包括发送位置信息、项目进度信息、项目任务划分、填报内容交流等，实现了项目的协同性进展，增强了项目整体把控力度。

数据管理模块。数据管理模块是专门应用于移民专业的工程应用模块，是移民专业分析的基础[8]。将采集的信息进行分析汇总，支持数据的增删改查，将统计结果以专题地图形式展示输出。

图5 数据管理界面Fig.5 Data management interface

系统消息模块。该模块主要包括个人操作日志查看，根据日期、操作行为筛选。操作行为有登录、增加信息、删除信息、修改信息、退出。

4 结语

该系统在移民工程调查中的应用，规范了移民信息采集过程，改变了传统移民调查人员的工作方法，提高了数据质量和精度，为移民工程管理人员提供了科学、高效的管理工具。从应用层面上来看，本系统只在前期数据调查中提供了帮助，但在移民专业应用中还存在不足，如淹没分析、移民规划分析等。从展示效果上来看，本系统局限于二维地图展示，缺乏三维模型应用，影响了展示效果。今后将从这两个方面进一步完善，增加移民专业应用相关功能，拓展三维功能模块信息。