基于平板電腦的外業采集核查系統在油田測繪中的應用

丁國峰

大慶油田工程有限公司

隨著科學技術的發展，航空攝影測量技術已全面進入數字化階段，但在油田航測項目中的外業核查階段和調繪階段仍然采用傳統的紙質圖紙，不僅打印工作量大，而且野外作業圖紙攜帶不便，導致工作效率低，很大程度上影響了整個項目進度[1]。

為了提高油田測繪的工作效率、縮短工期、節省成本，在大慶油田1∶5 000比例尺地形圖更新測量項目中，引進了基于平板電腦的外業采集核查系統。結合項目技術設計，通過特性定制建設了外業核查內外業一體化工作體系，優化了外業核查工藝流程，提高了項目外業核查工作效率。

1 外業采集核查系統

1.1 系統介紹

外業采集核查系統是以華為M2平板電腦（含電容筆）為載體，基于測繪、國土、農業、林業等行業外業數據采集需求開發的外業數字化采編產品。系統基于Android 5.0與Arcgis Runtime SDK for Android 100.1開發，特設有內置支持WGS84與CGCS2000坐標系的天地圖影像服務和電容筆支持下開發的特性功能集。系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構Fig.1 System architecture

1.2 系統優勢

目前市場已有的電子調繪產品，功能特性、普適性一般，而本項目引進的外業采集核查系統為定制系統，具備高度適用性、作業人員操作友好性等突出的優勢。

外業核查采集系統包含市場上已有電子調繪產品中的大部分功能，如常規的數據加載、地圖縮放、要素采集、要素編輯、屬性查看、地圖量測等。除了常規功能之外，系統新增了照相、錄像、地理圍欄、路線規劃、軌跡回放、外接設備補測等功能。照相與錄像功能可根據當前位置，將照片和視頻與地圖相關聯，并提供地圖屬性查看的支持；地理圍欄功能可根據規劃的路線自定義安全范圍，當作業軌跡越界時提供報警信號；路線規劃功能可按路線為作業提供導航信息；軌跡回放功能可回顧作業路線，為整個作業過程提供歷史回顧式的查看；外接設備補測功能可連接測量設備，將測量結果記錄在系統地圖中。

2 應用

大慶油田1∶5 000比例尺地形圖更新外業核查的工作流程見圖2。依據大慶油田已有數據及DOM影像數據進行分析統計，將需核查的要素標出，形成外業核查底圖數據[2]。合理規劃核查路線，按外業核查要求，核實核查預處理數據中的疑問圖斑，形成外業核查過程數據，進行內業整理形成項目最終成果。

圖2 大慶油田1∶5000比例尺地形圖更新外業核查的工作流程Fig.2 Work flow of 1∶5000 scale topographic map updating for field verification in Daqing oilfield

2.1 外業核查準備

外業核查準備包括制作外業核查底圖數據，定制外業采集核查系統核查過程數據庫，定制外業采集核查系統1∶5 000符號庫[3-4]，以及路線規劃與地理圍欄的設定。具體如下：

（1）整理已有地形圖及DOM影像數據。對于按1∶5 000分幅的影像數據直接按tif格式存儲，如有任務區域連片的情況，可以將影像拼接，運用ArcMap轉換為tpk格式。對于地形圖數據運用Arc-Map加載，將要素按1∶5 000比例進行符號化，對需外業核實或常查看的屬性進行標注；然后，運用ArcGisRunTime工具發布GeoDataBase格式的業務數據。

（2）為了實現內外業一體化[5]，保證數據庫格式一致性，參考大慶油田1∶5 000地形圖成果數據庫格式，根據項目外業核查過程數據的要求，運用ArcMap創建gdb格式的數據庫，設計圖層要素與圖層字段屬性結構。然后，運用ArcGis Service將gdb格式數據庫發布成可離線編輯的要素服務，將離線格式為GeoDataBase的模板文件置入離線工具及平板電腦中。

（3）為了滿足作業人員需求，提高地形要素的辨識率，運用ArcGis Pro處理1∶5 000符號庫，按需求調整樣式，將整理編輯后的符號庫轉換為外業采集核查系統所支持的stylx格式，以便能在系統中以所見即所得的方式識別采編的核查要素。

（4）外業人員在確定任務范圍之后，根據調繪預處理數據中核查要素的分布和任務范圍里的道路等實際情況，合理規劃路線，并將規劃路線數據導入到調繪預處理數據庫中。對于任務區內有特殊地物、地貌等情況，可設定安全作業范圍，以便系統進行越界提醒。

2.2 外業核查

外業采集核查系統作業以工程方式進行管理，外業核查過程數據由外業采集的要素、航跡、照片、視頻等組成。外業人員可參考路線進行作業，系統根據實時記錄的行動軌跡隨時提醒是否偏離線路。當臨近需核實地物時，在系統上能觀察到當前位置與需核實地物的相對位置。對于核實的屬性信息，系統提供了多種方式進行記錄：通過創建標注在需核實圖斑上標識屬性信息；通過創建幾何要素，并錄入對應的描述屬性信息進行記錄，由于系統支持符號化，所創建的要素能以特定符號顯示在系統中；可以利用電容筆涂鴉方式直接在地圖上寫出核查信息，涂鴉筆記以線要素方式存儲，有唯一符號并自動記錄當前創建的系統時間，便于后期時間追溯；可以通過拍照、錄像的方式采集信息，拍攝照片和錄制視頻在地圖上能以點要素方式關聯記錄，并提供后續查看支持。

2.3 外業核查成果

（1）外業核查過程數據導出。外業核查過程數據以工程文件夾形式存儲在系統內存里，工程文件夾中包含外業核查采集的要素庫、照片、視頻等。

（2）內業編輯整理。根據DOM成果、外業核查過程數據進行編輯處理，根據核查數據進行修改、補錄屬性信息，如道路等級、名稱等。對導入補測數據進行編輯，處理要素關系，形成外業核查成果數據和地形圖最終數據。

3 結論

運用外業采集核查系統進行核查，對比傳統紙質外業核查方式，突破了紙質底圖的局限性，具有底圖無限制縮放的優勢。同時，核查結果以數字化形式記錄，減少了傳統內業清繪的工作量。對比其他電子調繪產品，系統定制的外業核查過程數據庫，在數據結構上與項目要求一致，能全面表述外業核查信息，減少外業核查過程數據向成果數據轉換的工作量。系統定制的符號庫，通過提高地物要素識別率，降低了要素地物判讀難度并減少了地物判讀時間。綜合上述優勢，外業采集核查系統不僅滿足了大慶油田1∶5 000比例尺地形圖更新項目的需求，而且改進了項目外業核查工作的工藝流程，顯著提高了項目外業核查工作效率。