面向ArcGIS for Android的表單界面生成器的設計與實現

孫俊英 陳忠超

摘 要：基于ArcGIS for Android的采集系統作為當下主要的野外采樣方式之一，被廣泛的應用于各類場景，針對不同采集內容，采集系統的主要差異在于采樣的屬性數據所有不同，使用傳統基于xml布局的固定表單進行屬性采樣，在功能的可擴展性與復用性上存在一定難度?；诖?，本文利用java的反射技術、注解機制及android的自定義控件原理設計并實現了android表單界面生成器AutoForm，針對不同的采集對象，利用生成器，能動態生成滿足需求的屬性采集界面，極大地降低了研發成本，具有良好的可擴展性。

關鍵詞：ArcGIS for Android;java反射與注解機制;android自定義控件;AutoForm

0 引言

傳統野外數據采集主要基于紙質記錄，該方式耗時費力，效率低下，而基于ArcGIS for Android[1]移動開發技術實現的采集系統充分發揮了移動智能終端操作簡易、攜帶方便、具有良好導航定位的特性，已成為野外數據采集的新趨勢。使用采集系統進行野外采樣通常需采集空間數據、屬性數據與多媒體數據，針對各類采集對象，采集的空間數據內容相對固定，總是圍繞點、線、面三種類型;但采集的屬性數據內容卻因采樣對象的不同而有所差異，在進行采集系統研發時，針對不同的采集對象，往往需單獨定制屬性表單界面來滿足采集屬性數據的需求，這樣的表單結構固定，可擴展性差，若要修改采集屬性時，往往需重新設計，修改成本較大。

針對以上情況，本文基于java的反射技術[2]、注解機制[3]以及android的自定義控件原理[4]設計并實現了高度可復用、擴展性良好的android表單界面生成器——AutoForm，AutoForm在程序運行過程中動態生成屬性采集界面，它依賴于簡單的java對象（POJO）[5]，只需對POJO的內部屬性及注解進行相應變動，就能快速修改為滿足采集需求的屬性表單界面，再基于對象關系模型映射（ORM）[6]，便能將填寫的屬性數據直接持久化到數據庫中。

1 整體設計

表單界面生成器AutoForm的核心基礎是java反射技術與注解機制，利用標注在POJO屬性上的注解控制表單所需組件，通過反射獲取到java對象及注解信息，根據注解信息實時調用android原生控件或用戶自定義控件動態生成屬性表單，實現POJO與表單的一一映射關系，如圖1所示。POJO作為AutoForm的中間媒介，可以通過ORM獲取數據庫SQLite[7]中的數據并直接呈現在表單上，也能快速將表單上填寫的數據信息快速持久化到數據庫中，實現了表單數據與數據庫記錄之間的快速轉換。

2 關鍵技術

2.1 java反射技術

java反射作為java的高級特性，能在運行狀態中獲取任意一個類的所有屬性與方法，對于任意一個對象，能夠調用該對象的所有方法和屬性。通過反射技術，可以在高度解耦的情況下開發各類通用框架，實現程序開發的靈活性與可擴展性[8]。

2.2 java注解機制

java注解又稱java標注，在java語言中可以對類、方法、變量、參數與包進行標注。Java注解允許被嵌入到字節碼中，通過java反射，可以在運行時獲取注解信息，方便根據注解信息進行相關操作。采用注解能提供更大的便捷性，易于程序的維護與修改。

2.3 android自定義控件原理

控件是android開發的基本元素，是實現android功能必不可少的組成。在android中，控件大致分為ViewGroup控件和View控件兩類，自定義控件便是通過繼承View控件或ViewGroup控件為實現特殊需求而定義的控件。通過自定義控件可以提高開發效率，降低維護成本，減少布局頁面與功能代碼之間的耦合性。

3 功能實現

表單界面生成器AutoForm通過反射技術與注解機制實現POJO與表單的一一映射，POJO中的每條屬性對應表單界面中的每一欄控件，通過屬性上@AutoView注解中的value值指明控件類型，display值作為控件標識，index值表示控件順序，bind值裝載單選多選條目。除了文字內容，AutoForm還將多媒體的拍攝與展示融為一體，在面向ArcGIS for Android的采集系統中完成空間數據采集后，可以快速獲取屬性數據與多媒體數據，如圖2所示。

AutoForm的優勢之一在于針對采集對象變化或者采集屬性調整時，只需簡單變動POJO中的注解內容，便可以快速生成滿足需求的屬性表單界面，這相較傳統的固定表單具有更強大的可擴展性。優勢之二是屬性表單界面中每欄組件的值與POJO中的各屬性一一對應，在表單界面中完成采集后，會直接賦值給POJO的各屬性;反之，POJO的各屬性值也能直接呈現在表單界面上，將POJO作為中間媒介，再結合ORM，能實現數據庫記錄與表單內容的快速轉換。

4 結語

基于ArcGIS for Android的移動智能終端采集系統由于操作的簡易性、攜帶的便捷性以及定位的精準性，已成為當下野外采樣的主要手段之一，當針對各類采集對象，采集系統的主要差異在于采集的屬性數據與多媒體內容不同，而本文所提出的表單界面生成器AutoForm能快速根據差異進行擴展。當采集對象變化或者采集的屬性內容有所變動時，只需簡單修改AutoForm中POJO的屬性與注解內容，便能快速生成滿足需求的屬性表單界面，相較于傳統基于xml生成的布局表單，AutoForm具有良好的擴展性和高度可復用性。這在面向ArcGIS for Android采集系統研發中，能極大地降低研發成本，變更需求時也能快速做出響應，具有一定推廣使用價值。

參考文獻

[1] 張海瑞，吳學饒，蘭小機.基于ArcGIS for Android野外實習數據采集與導航系統的實現[J].測繪工程，2015（3）：36-39.

[2] 孫巍，徐學東，徐學軍.Java反射機制在可重構Web框架中的應用[J].計算機工程與應用，2005，41（36）：92-94.

[3] 周中雨，李洋，楊程屹，等.基于Java注解的Drools業務規則開發框架設計實現[J].電子測試，2017（6）：63-65.

[4] 張香倩，黃林生，陳陽德.基于Android的自定義媒體播放控件設計與實現[J].軟件導刊，2016（5）：79-81.

[5] 吳昊野.淺談信息系統工程和POJO模型組件開發[J].科教導刊（電子版），2016（4）：141.

[6] 呂威.對象模型、關系模型與對象關系映射技術[J].信息通信，2012（6）：87.

[7] 劉仕華.基于Android的SQLite數據庫操作管理[J].信息化建設，2015（9）：252.

[8] 徐寶文，周超洪，周天琳，等.面向方面的程序設計：概念、實現與未來[J].計算機與數字工程，2005，33（8）：1-10.