平板電腦的地下管線數據采集系統應用

劉國安

(河南省航空物探遙感中心，河南鄭州450053)

地下管線探測是多學科、多手段、海量數據的工程項目，傳統的作業方式已經不適合現代科技手段的作業模式，且存在不少的弊端:①作業方式陳舊，工作效率低下;②管線屬性數據經過多次手工錄入，錯誤率大;③差錯功能不能實現實時跟蹤，可導致數據錯誤、紊亂，直至外業二次采集;④ 原始資料不易保存;⑤ 資源浪費;⑥ 原始資料不宜保存。基于以上的原因及現代科技的發展，筆者開發了“平板電腦的地下管線數據采集系統”。

平板電腦隨著組件和技術的發展成熟，應用日趨廣泛，由于平板電腦攜帶方便，操作簡單，而地下管線探測的外業工作需要實地記錄，可以和計算機進行通信，實現數據相互轉換，可以有效地提高地下管線探測的工作效率和數據質量。

地下管線數據采集系統是一款基于Android系統開發的作用于地下管線探測記錄的系統，此系統能夠完全替代手簿記錄和繪制草圖，并可以進行圖庫聯動和數據輸出，其操作簡單、攜帶方便，可以極大地縮短工作時間，有效地提高工作效率，并可以減少記錄的錯誤率，是一款比較優秀的數據采集系統。

一、系統安裝

地下管線數據采集系統的安裝文件包括一個名為PPCGIS.apk的文件和一個名為PPC_GISDATA的文件夾，安裝此系統需要進行以下步驟:

1)將文件PPCGIS.apk拷貝到平板電腦中的任意位置。在平板電腦中找到PPCGIS.apk并安裝，安裝后的程序名為”地下管線數據采集系統”。

2)將文件夾PPC_GISDATA拷貝到平板電腦SDCard(內存空間)的根目錄中。

3)將需要作為底圖的DWG文件拷貝到目錄PPC_GISDATADWG中。

4)將需要用的符號拷貝到目錄PPC_GISDATASYMBOL中。

圖1 數據采集系統

二、系統的使用

地下管線數據采集系統采用繪圖窗口進行人機交互，記錄直觀形象，方便用戶使用。

地下管線數據采集系統主界面如圖1所示。

界面主要分為繪圖區、工作圖層選擇區和操作按鈕3個部分。

繪圖區是數據錄入最重要的組成部分，在繪圖區，通過畫點、畫線等操作可以形象地反映出地下管線的現狀走勢，并自動生成相應的數據庫。

工作圖層選擇區里，有可操作的圖層進行選擇，當選擇了一類管線以后，在繪圖區只能操作該圖層上的管線，這樣可以避免在管線密集區域進行數據采集時，難以選擇正確的管點或管線，對其他管線造成誤操作，從而保護數據的正確性。

通過對操作按鈕的選擇，可以在繪圖區執行相關操作完成管線數據的錄入。

1.系統配置

該系統使用過程首先要進行系統配置，系統配置包括以下幾個方面。

1)管線屬性預定義:屬性定義是通過對MDB數據庫里各字段定義和修改，對系統各字段，如管類、顏色、特征、附屬物等參數進行預定義，系統只對定義的參數進行識別，可以減少規范性錯誤的發生，有效地降低數據的錯誤率。對參數進行預定義以后，導入系統的PPC_GISDATA/DB文件夾中，系統就會讀取定義的字段，屬性定義文件如圖2所示。

圖2 屬性定義文件

2)子圖預定義:系統的子圖是用戶可以自主定義、修改、刪除的，通過子圖定義可以有效地增刪。這樣可以減少系統的冗余，加快系統的運行速度，系統子圖的文件類型是PNG格式，由于PNG格式的圖片是透明背景，因此子圖不會壓蓋管線，有利于用戶審圖，用戶可以在CAD中自主畫出子圖形狀，然后轉成JPG格式的圖片，在Photoshop中轉換成PNG格式即可。完成的PNG圖片放在PPC_GISDATA/SYMBOL文件夾下，系統即可自動調用。

2.建立和打開工程

通過系統主界面上的“創建工程”按鈕可以新建一個工程。

如圖3所示，點擊“創建工程”按鈕可以調出此對話框，在對話框中“DWG文件”的下拉列表，以及“組號”“工程名”文本框和“流水號規則”的單選按鈕組和“新建工程項目”的按鈕。

“DWG文件”下拉列表選擇的是地形底圖，底圖存放在PC_GISDATA/DWG文件夾中，組號文本框輸入的是作業組的組號，流水號規則選擇的是系統錄入時點號是“管類+組號+流水號”還是“組號+管類+流水號”。工程名定義的是新建工程的名稱，以后可以通過該工程名對工程繼續操作，“新建工程項目”即“OK”鍵，點擊“新建工程項目”即可打開一個新工程，開始記錄。

圖3 新建工程

點擊系統主面板上的“打開工程”按鈕，可以彈出如圖4所示的對話框，在該對話框上有“選擇工程項目”“DWG文件”兩個下拉列表，以及“組號”、“工程名”兩個文本框和“流水號規則”一個單選按鈕組，還有“確定”和“刪除”兩個按鈕。

圖4 “打開工程”后界面

“選擇工程項目”下拉列表中出現的是已經存在的工程項目，以及建立工程項目的時間，可以選擇要打開的工程文件。

“DWG文件”下拉菜單出現的是存在的地形底圖，通過選擇，可以選擇工程項目要加載的地形底圖。

“組號”文本框和“流水號規則”按鈕組是灰色的不可選的，這里顯示選擇的工程文件在建立時定義好的組號和流水號排序規則。

“確定”按鈕點擊后就會加載選擇的工程文件。

“刪除”按鈕和“工程名”文本框是配套使用的，在“選擇工程項目”下拉列表中選擇一個工程，然后在“工程名”文本框中輸入相對應的工程名，并點擊“刪除”按鈕，系統就會刪掉該工程文件，這樣操作可以避免誤操作刪掉有用的工程文件。

3.管線草圖繪制和數據錄入

本系統采取的是繪制草圖和數據錄入同步進行的模式，這樣操作可以減少操作步驟，提高工作效率。

在建立工程之后，通過系統下方的按鈕“畫點”、“畫線”、“畫井框線”可以對管線圖進行繪制和記錄。

天空部分，我選擇了漸變濾鏡工具，單擊曝光滑塊前方的減號將其設置為-0.50，其余所有選項也在同時被歸零。我從上到下繪制了若干個漸變條，逐步壓暗天空。對效果滿意之后，我又創建了一個曝光設置為+0.50的漸變，從下往上拖動提亮前景。

首先通過在“工作圖層選擇區”選擇要進行操作的圖層，選擇后，其他圖層為鎖定狀態，不可編輯，只有選擇的圖層可以進行編輯操作。這樣操作不會導致由于管線過于密集而點擊操作到其他管類管線，減少錯誤的發生。選擇要操作的圖層之后，通過點擊“畫點”按鈕，并在繪圖區任意位置點擊，可以在繪圖區域中繪制一個管線點，并彈出如圖5所示的點屬性對話框，并通過對點屬性的錄入，對管線點的屬性進行記錄，

在點屬性對話框中，“外業點號”是系統自動編的流水號，格式與建立工程時選擇的“流水號規則”有關，如果選擇的是“組號在前”規則，則編出的管線點號為“組號+管類+流水號”;如果選擇的是“組號在后”規則，則編出的管線點號為“管類+組號+流水號”。系統自動編寫點號，可以有效避免重復點號的產生，降低內業修改數據的工作量，提高工作效率。在點屬性對話框中，“特征”、“附屬物”、“井蓋材質”、“井蓋類型”字段采用下拉列表的形式，下拉列表內的選項都是在系統配置中定義的，這樣可以規范輸入，減少因錯別字導致的特征等字段的輸入錯誤，避免因此產生的數據庫錯誤，降低內業改錯工作量。

圖5 點屬性對話框

在點屬性對話框中，還有“使用上次的值”和“復制其他管線屬性”兩個按鈕，通過點擊“使用上次的值”可以直接復制上次錄入的管線點的屬性，通過點擊“復制其他管線屬性”按鈕可以選擇其他的管線點的屬性進行復制，提高外業記錄的工作效率。

點擊按扭區的“畫線”按鈕，可以連接管線圖上的兩個管線點，繪制出管線，并彈出線屬性對話框，彈出的線屬性對話框如圖6所示。

圖6 線屬性對話框

在線屬性對話框中，“外業起點號”和“外業終點號”是自動調用的被連接的兩個點的點號，通過檢查，可以確認是否要連接的兩個管線點。“材質”、“套管材質”、“埋設方式”、“流向”、“壓力”都是下拉列表，列表中的選項也都是在“系統配置”中定義的字段，同樣有利于規范性輸入，降低輸入錯誤，其他文本框是需要手工輸入的。當點擊文本框時，系統會根據要輸入的項目的數據類型，自動調用相應的輸入法，自動調節數字，文本格式，提高工作效率。

在管類配置中，可以選擇哪些管類屬于“共通”管線，通過屬性框下方的“選擇共通層”的復選框，選擇哪些管線是共通管線，并根據所繪制的管線自動生成相應的管線記錄，如此操作可以減少管線記錄量，提高工作效率。在屬性對話框的最下方同樣有“使用上次的值”和“復制其他管線屬性”按鈕，這兩個按鈕的作用和點屬性對話框上的這兩個按鈕作用是相同的。

點選按鈕區的“畫井框線”按鈕，可以繪制井框線，并生成相應的“地物點”記錄。

需要說明的是，對于共通管線只需編寫一種管線代碼(如Tx)，但在規定的字段內注明權屬分類(Dx/Yx/Lx/Jx等)，系統會根據這一字段，自動生成各類管線的分布區段，并自動建立相應的數據庫。

4.管線編輯修改

圖層開關:在系統右方有一個按鈕“選擇可見圖層”，點擊此按鈕可以彈出對話框，如圖7所示。

圖7 “選擇可見圖層”對話框

通過在彈出對話框中的復選框中選擇，可以選擇顯示哪些管類或者不顯示哪些管類。圖層開關可以瀏覽單管類的管線，有助于對管線連接關系的檢查。

全圖按鈕可以一鍵顯示繪圖區中所有的管線圖形，可以完整地查看所有管線，有利于對管線點的定位與查找。系統可以通過平板電腦的多點觸控對圖形進行放大縮小，顯示任意大小區域內的管線。管線探測在外業記錄時，經常會出現漏測井蓋或分支的情況，本系統加入了管線打斷的功能，該功能可以將原有管線打斷，并在打斷位置加入一個新的管線點，并保持被打斷的管線屬性不變。點選系統下方的“管線打斷”按鈕，然后選擇要打斷的管線，即可打斷原有管線，可以通過屬性編輯對新管線和管點屬性進行補充，完善管線屬性。界面如圖8所示。

圖8 “管線打斷”界面

點選下方按鈕區的“屬性編輯”按鈕可以對已錄入的管線屬性進行編輯，點選“屬性編輯”按鈕后，在繪圖區選擇要修改屬性的管點或管線，可以相應地調出管點或管線的相關屬性。而“移動管點”按鈕可以改變管點在繪圖區的坐標位置，并修改連接管點的管線坐標，而“查詢管點”可以通過管點的點號，快速定位管點位置，通過以上幾個按鈕的配合操作，可以快速地定位、查詢、修改管線和管點的屬性，保證管點的位置準確。

5.數據備份與導出

為了保證數據安全，避免數據丟失，每日工作完成后，應該將探測的數據進行導出備份，因此系統增加了“備份”和“還原”功能，通過按扭區下方的“備份/恢復”按鈕可以在任意時間對數據進行備份和恢復。

首先打開工程，然后點擊工作區中的“備份/恢復”按鈕，系統會在平板電腦根目錄下的PPC_GISDATA/BACKUP文件夾中會生成一個和工程名稱同名的文件，該文件即為此工程的備份文件，需要恢復工程時，將此文件同樣拷貝至該文件夾下，創建一個同名工程，然后點擊“備份/恢復”按鈕，即可恢復工程。

數據導出的目的是將平板電腦數據導出成文本格式的數據，以達到平板電腦數據和計算機數據的相互交換。由于管線探測數據最終要入庫，需要要在計算機中實現，因此，系統一定要有轉換功能，使系統記錄的數據最終導入計算機中。

在系統右下方的按扭區，有“導出數據”按鈕，打開工程后，點擊“導出數據”按鈕后，會彈出對話框如圖9所示。

圖9 導出數據

通過選擇管類，可以導出相應管類的數據，系統會在平板根目錄下的PPC_GISDATA/EXPORTDATA文件夾中生成一個以工程名+工程創建時間為文件夾名的子文件夾，在此文件夾中即為導出的數據，導出的數據是GB2312編碼格式的文本文件，分為＊＊LINE，＊＊POINT，＊＊JKX 3 種文件，分別對應理效率和決策的科學化水平，為相關管理和研究工作提供參考和借鑒。

“數字燃氣”綜合管理平臺是一個深度整合企業內部資源的平臺，它的應用將對燃氣行業產生深遠的影響，重大意義表現在:充分提高工作、調度效率，增強快速反應能力;保障資源和業務模塊的最大化重用性，共享性;充分整合各種資源，有效利用社會力量;系統與開發方式無關、與數據庫無關;能夠有效降低后期維護成本;能夠建立統一的標準和規范，具有輔助決策分析，數據價值挖掘等功能。

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