地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統的構建

何 鑫，應國偉,高倩影，李 亮

(四川省第三測繪工程院，四川 成都 610500)

地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統的構建

何 鑫，應國偉,高倩影，李 亮

(四川省第三測繪工程院，四川 成都 610500)

利用全新的外業數據調繪理念，在地圖數據緩存切片技術、GPS定位技術及手持移動終端等技術設備基礎上構建了地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統，實現野外作業時，同一地物要素只需補測一次即可完成地理國情與基礎地理信息數據的外業調繪工作，避免了重復外業采集生產，有利于降低地理國情與基礎地理信息數據的更新成本。

同步更新；調繪；地理國情；1∶1萬更新；1∶5萬更新

Abstract： A new concept based on map cache slicing, GPS positioning technology and mobile terminal was proposed to build synchronous updating field surveying system of geographic national condition data and fundamental geographic information data. The system can implement that the same feature only needs to be measured once to updating geographic national condition data and fundamental geographic information data in the field. Repeated field production can be avoided by the system. Therefore the updating cost of geographic national condition data and fundamental geographic information data will be reduced.

Keywords： synchronized updating；survey；geographic national condition；updating at 1∶10 000 scale；updating at 1∶50 000 scale

為全面掌握我國地理國情現狀，滿足經濟社會發展和生態文明建設的需要。“十二五”期間，我國開展并圓滿完成了第一次全國地理國情普查工作，為“十三五”期間的常態化地理國情監測奠定了基礎。另外，我國正處于城市化進程的快速發展期，經濟社會的快速發展加快了地表形態的變化。日新月異的地表形態變化，對地理信息數據的現勢性形成了挑戰。因此，地理國情數據以及基礎地理信息數據的常態化更新成為“十三五”期間的重要工作。

傳統的基礎地理信息數據更新，未能充分分析不同尺度數據更新流程的關聯性與差異性，采用互相獨立的更新方法，存在著外業核查區域重復的問題，導致工作量較大，數據更新效率較低，浪費了大量的人力和物力。本文針對地理國情及基礎地理信息數據常態化更新中指標體系混亂、數據生產獨立、數據共通性弱等問題，建立地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統，以達到統籌地理國情數據與基礎地理信息數據調繪工作、提高地理信息數據的更新效率、實現不同尺度數據同步調繪的目的。

1 系統架構

本文設計研發的地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統以實現地理國情、1∶1萬和1∶5萬數據同步外業調繪為目標，整體架構如圖1所示，分為數據層、基礎設施層、技術支撐層和應用層4個部分。

1.1 數據層

數據層是地理國情與基礎地理信息數據同步更新生產各個環節中使用的數據集合，分為PC端使用的地理數據庫數據和移動端使用的離線地圖服務數據。PC端使用的地理數據庫數據包括GDB格式的地理國情普查成果數據、1∶1萬與1∶5萬基礎地理信息數據，SHP格式的部分專題資料數據,以及多種格式的高分影像數據。移動端使用的離線地圖服務數據包括Geodatabase格式的本地空間數據庫、TPK格式的離線地圖切片，以及MPK格式的離線地圖壓縮包。PC端和移動端之間的數據交換通過建立地圖要素服務實現無縫銜接。

圖1 系統總體架構

1.2 基礎設施層

基礎設施層是支撐整個地理國情與基礎地理信息數據同步更新調繪的軟硬件和網絡環境。軟件環境主要包括GIS平臺、Windows系統、.NET Framework 4.5以上框架、SQL Server數據庫等系統及軟件；硬件環境主要包括PC端的數據服務器和數據編輯客戶端、存儲設備，移動端的平板電腦、GPS設備等。

1.3 技術支撐層

技術支撐層包括系統研發涉及的各項關鍵技術。在數據層面，利用ArcGIS Server發布矢量數據要素服務，作為外業調繪數據來源；在軟件層面，基于ArcGIS API for .NET及C#語言研發外業調繪系統。

1.4 應用層

同步更新外業調繪系統分為PC客戶端和移動客戶端兩部分，共包含7個功能模塊，應用于地理國情常態化監測及1∶1萬、1∶5萬基礎地理信息常態化更新任務中。

2 系統功能設計

2.1 數據模型設計

本文參考1∶1萬地形要素更新、1∶5萬地形要素更新、地理國情監測和第一次地理國情普查已有的行業規范和技術規定，建立同步更新數據字典，對所需更新的地理國情數據與基礎地理數據要素的存儲方式、圖層、分類、代碼、屬性項及對應關系等信息進行描述。根據數據字典，在地理國情普查矢量數據庫的基礎上，對比分析1∶1萬、1∶5萬矢量地形數據庫，融合相近圖層，形成同步更新外業調繪模板數據庫，共計79個要素層。針對該模板數據庫，設計同步更新數據模型，包含DataSet(要素集)、Layer(要素層)、Feature(要素)和Field(屬性)4個信息表。

DataSet表記錄地物要素大類及對應要素圖層，見表1。Layer表記錄每個要素層在地理國情、1∶1萬及1∶5萬數據標準中的屬性字段，見表2。Feature表記錄融合后的地物要素細類信息，包括要素對應圖層、關鍵屬性，以及要素在3種數據標準中的取舍指標，1表示該要素需要采集，0表示不需要采集，從前至后分別對應1∶1萬、1∶5萬及地理國情，見表3。Field表記錄所有的屬性字段相關信息，包括字段名、字段描述、字段類型、是否允許為空、長度等內容。

表1 DataSet信息表

表2 Layer信息表示例

表3 Feature信息表示例

2.2 功能模塊設計

根據同步更新外業調繪生產需求，本文將地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統分為系統管理、數據管理、GPS管理、要素編輯、視圖管理、樣本管理6個功能模塊，如圖2所示。

圖2 系統功能模塊結構

3 系統功能實現

系統基于ArcGIS API for .NET研發，分為PC端及移動端兩個部分，均運行于Win7及以上環境。PC端軟件以插件的形式集成在ArcGIS桌面程序中，主要用于調繪底圖的制作及外業調繪數據上載；移動端為獨立開發軟件，無需第三方軟件支持，可直接運行于Windows環境下的平板電腦上，主界面如圖3所示。系統除了基本的數據加載及瀏覽功能，主要有GPS管理、數據編輯及樣本管理3個功能模塊。

3.1 GPS管理模塊

GPS管理模塊用于管理操作平板電腦上的GPS硬件，主要包括GPS參數配置、GPS連接、GPS關閉、采集GPS定位點、采集GPS軌跡線、縮放至當前GPS點功能。

3.2 數據編輯模塊

系統通過實例化同步更新數據模型實現外業調繪數據的采集編輯工作，包括要素選擇、要素協同更新、新建矢量要素、要素屬性編輯、調繪矢量要素繪制等功能。基于數據模型中的4項信息表，系統在后臺程序中錄入所有需要調繪的地物要素，在前端界面中通過下拉列表或關鍵字搜索等方式查詢獲取待新建要素，使用觸控筆或手寫的方式在地圖瀏覽界面中完成地物要素編輯等操作。要素創建完成后，系統根據要素信息表自動生成相關屬性，并在界面中按1∶1萬、1∶5萬及國情數據標準分別顯示字段列表，用于屬性瀏覽及編輯。

圖3 系統主界面

3.3 樣本管理模塊

遙感解譯樣本數據是地理國情數據的獨特成果，即帶有GPS坐標信息的照片文件。結合GPS模塊，樣本采集工具集成了平板電腦自帶的多種傳感器，用攝像頭拍攝到樣本照片后，將GPS坐標、方位角、水平角等信息寫入照片中。

4 結 語

本文針對地理國情常態化監測及基礎地理信息數據常態化更新需求，以Visual Studio 2015為系統集成開發環境，結合ArcGIS API，在Windows環境下的平板電腦上建立了地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統。該系統主要應用于地理國情數據，以及1∶1萬、1∶5萬基礎地理信息數據的同步更新生產，實現野外作業時，同一地物要素只需補測一次即可完成地理國情與基礎地理信息數據的外業調繪工作，減少了生產成本，提高了生產效率。

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ConstructionofFieldSurveyingSystemforSynchronizedUpdatingGeographicNationalConditionandFundamentalGeographicInformationData

HE Xin，YING Guowei，Gao Qianying，LI Liang

(The Third Engineering Academy of Surveying and Mapping of Sichuan Province，Chengdu 610500，China)

P208

A

0494-0911(2017)09-0116-04

何鑫，應國偉,高倩影,等.地理國情與基礎地理信息數據同步更新外業調繪系統的構建[J].測繪通報，2017(9)：116-119.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0299.

2016-12-26

測繪地理信息公益性行業科研專項(201512026)；數字制圖與國土信息應用工程國家測繪地理信息局重點實驗室開放基金(DM2016SC04)

何 鑫(1988—)，男，碩士，工程師，主要從事基礎測繪工作。E-mail:524363685@qq.com

應國偉。E-mail: 331293996@qq.com