基于移動GIS的自然資源信息化關鍵技術研究及軟件設計

呂梅敏 王軍委

摘 ?要：本文針對傳統自然資源外業調查方法的不足，結合自然資源現代化管理的發展趨勢，介紹了移動GIS 的概念，探討研究自然資源信息化的關鍵技術。將GIS技術融入現代智能移動終端，并設計研發了一套自然資源移動GIS系統，實現自然資源調查時外業數據的采集和處理所需的各種功能。

關鍵詞：移動GIS;自然資源;信息化

1 研究背景

2018年3月，國務院機構改革方案正式啟用。自然資源部及其下屬各機構涵蓋了水資源、土地、礦產、農業、林業、海洋等自然資源領域以及環境保護、規劃測繪等多個方面的職能，將陸地、海洋自然資源納入統一的管理體系，實現國土空間管制與自然資源配置的有效銜接。

在進行自然資源信息的調查和收集時，首先需要采集各種數據，然后利用地理信息技術對原始數據進行處理、分析、繪圖、信息入庫等操作，方便統一管理。為迎合自然資源現代化管理的發展趨勢，本文將地理信息技術融入現代智能移動終端，為自然資源管理部門設計一套智能、高效、便捷的移動終端系統，方便開展土地、水、森林、草原、濕地、礦產等各類自然資源的監管工作。

2 研究現狀

國內傳統的自然資源調查過程一般是由內業進行數據的處理，打印紙質圖，然后由外業調查人員攜帶圖紙和資料到現場進行核查、拍照，部分地區引入功能簡單的GPS，可以進行現場位置信息的采集。該采集方式主要依賴核查人員對周邊環境的熟悉程度和工作經驗，而且在現場無法有效建立實地位置與地類圖斑、土地利用總體規劃、土地利用現狀及基本農田保護區的位置關系，因而無法現場對數據進行分析統計，從而導致整體工作效率低[1]。

近年來，基于WebGIS構建，采用空間數據庫技術以及.NET技術等開發的國土資源管理輔助決策系統[2][3]，實現信息遠程查詢瀏覽的系統在國內已經較為成熟;而基于移動GIS的自然資源信息化的研究還較少，仍有較大研究和發展空間。

3 移動GIS關鍵技術

在自然資源信息的獲取和處理的過程當中，數據采集工作是必不可少的重要內容，傳統的野外數據采集通常依托于人工采集或部署于PAD終端的野外數據采集軟件，需要到現場進行數據的采集和后期的處理錄入，再利用桌面端GIS技術對數據進行后期處理、分析及管理[4]。

桌面端GIS是用于自然資源管理與規劃的傳統技術手段，其獲取的數據較為穩定，更新周期較慢，而且主要展示在電腦桌面端。由于保密性的原因，有些數據還無法放置在服務器中利用瀏覽器進行查看，不利于外業調查。對于現代自然資源信息化來說，這些傳統的技術手段已經無法滿足實際的需要。

隨著智能終端的普及，移動GIS技術迅速發展。移動GIS技術具有動態性和即時性特點，能夠動態建立數據庫，為后續數據的應用提供基礎性支持與保障。當前GIS技術同大數據、云計算等技術之間交匯融合，使GIS在生產生活的各個領域都有著廣泛應用。移動設備具有傳感器、攝像頭、GPS等硬件設備，與GIS技術結合，可以建立具有移動端特點的地理信息服務系統，有效提升野外作業便捷性、數據管理準確性。在移動GIS中主要涉及以下關鍵技術：

（1）多線程存取技術。因為大量數據的讀取對移動端處理器和內存來說負載較大，采用多線程存取技術能夠流暢展示在線地圖數據、離線影像衛片、專題地圖等數據，充分發揮移動終端設備的可移動特性和GIS技術的空間信息查詢、空間分析等功能;

（2）多源地理信息數據整合和脫密技術。統一多源地理信息數據的格式方便移動GIS系統使用，并且采用仿射變換對數據進行脫密，通過在移動GIS系統中加入偏移參數，實現對脫密地圖數據的精確定位;

（3）數據庫技術。利用移動端SQLite關系數據庫與 geodatabse 空間矢量數據庫技術，提高移動GIS的查詢、繪制、顯示、分析等操作的效率，并且能夠持久化存儲和導出關聯的圖形、照片等信息。利用關系數據庫查詢效率優勢和空間數據豐富的表達方式，提高系統的響應速度和空間要素的顯示效果[5]。

通過移動GIS 技術，能夠快速瀏覽自然資源分布狀況，支持移動采集、數據查詢，統計分析，真正做到“任何時間、任何地點、任何方式”的自然資源利用情況全程監管，形成新一代移動端智能信息管理模式。

4 自然資源移動GIS系統設計

4.1自然資源移動GIS系統總體設計

自然資源移動GIS系統，基于Android平臺，采用Java語言開發，利用ESRI官方提供的移動端二次開發包，實現自然資源調查時外業數據的采集和處理所需的各種功能，基本滿足用戶的外業數據采集及處理的需求。

系統分為數據層、服務層和應用層三部分。數據層主要提供地圖數據，包括在線或離線的影像底圖和各種離線專題地圖;服務層主要提供各類自然資源用戶使用中所需要的功能，是該系統中最核心部分;應用層基于Android平臺，為用戶提供良好的交互性。其系統結構設計圖如下。

4.2自然資源移動GIS系統功能設計

自然資源移動GIS系統實現了數據采集、瀏覽、編輯、拍照、現場勘探等功能，主要包括：

（1）圖層管理，主要包括“圖層控制、圖層透明度、分屏顯示”等功能，實現不同底圖數據的加載以及顯示圖層的選擇;

（2）調繪核查，實現在圖層上的點、線、面信息的繪制和樣式選擇;

（3）拍照取證，實現對矢量要素圖層進行編輯修改和實地拍照存儲入庫;

（4）數據分析，實現在手繪面狀區域內，對圖層的屬性進行分類統計和線面量算功能;

（5）GPS，實現定位、導航和軌跡獲取功能。

系統功能設計圖如圖2所示。

5 結語

本文主要研究了移動GIS技術在自然資源信息化管理中的應用，系統實現自然資源調查時外業數據的采集和處理所需的各種功能，將自然資源相關的業務管理和日常辦公延伸到移動端，方便查看和監管自然資源的利用和規劃情況。未來將利用移動GIS技術與云計算、物聯網等先進技術手段相結合，為自然資源信息化提供更為優質的管理與服務。

參考文獻

[1] ?劉震.移動GIS平臺在國土資源巡查的應用[J].河南科技，2013（06）：48-49.

[2] ?翟皓，景德廣，李黎，et al.基于WebGIS的河南省草地資源信息化系統的設計與實現[J].草地學報，2019，27（5）：1441-1447.

[3] ?谷長榮.基于.NET平臺國土資源收費管理系統設計與實現[D].電子科技大學.

[4] ?張顥桓.移動GIS及其在自然資源信息化中的應用研究[J].中國新通信，2019，21（01）：128.

[5] ?李旭.基于移動終端的土地巡查系統設計與實現[J].測繪與空間地理信息，2019，42（10）：131-133.

基金項目：本論文出自江蘇省測繪地理信息科研項目：基于移動GIS的自然資源信息化關鍵技術研究（項目號：JSCHKY201921）