信息外業采集系統設計與實現
——基于Web Socket協議的移民調查

周 婉，趙得意，方 衎，黃一昀

(江蘇省工程勘測研究院有限責任公司，江蘇 揚州 362200)

移民工程實物調查的主要任務是查明征地范圍內各種相關聯對象的數量和質量，目前大多采用傳統的調查統計方法，基礎數據通過EXCEL表格進行采集匯總，需要專人將采集的數據逐條入庫[1]。目前，市場上有許多的外業采集系統可實現線上填報匯總，但所上報的數據質量無法得到保證，時常出現返工現象。若通過移動外業采集系統，基于GIS平臺的數據管理與分析方式，運用LBS服務，可直接將移民調查數據在平板上進行定位、記錄，并實時上傳至后臺進行匯總輸出，數據中存在的問題能夠及時反饋，可極大提高工作精度和工作效率。

1 研究內容

基于GIS空間數據管理平臺，利用數據庫技術、Java、MUI等，建立完善的、相對獨立的移民數據庫及數據傳輸應用系統，為移民外業調查提供科學、高效、可靠的技術支持。本系統是一個獨立自主設計的GIS平臺，采用開源leaflet庫讀寫柵格和矢量空間數據，構建瓦片金字塔模型壓縮影像，調查圖層在柵格影像上疊加顯示，實現合并和編輯矢量圖斑的操作，并基于空間信息使用手持終端進行屬性數據記錄和圖片采集。區別于傳統的作業方式，使用本系統在移動設備上作業不需要攜帶紙質遙感影像、地形圖、調查卡片等，只需在移動設備上加載處理好的柵格和矢量空間數據就可查看電子版的作業數據，填寫電子調查卡片。運用WebSocket通信協議，實現客戶端和服務器雙向通信，實現用戶上報信息實時校驗并主動反饋結果[2]。基于MUI移動端開源庫，以IOS平臺UI控件為基礎，補充部分Android平臺特有的UI控件，使用戶交互界面高度趨于原生狀態。

2 系統設計

采用B/S架構，使用MUI移動端開發框架，自主研發針對移民數據外業采集系統，實現了地圖信息發布、數據庫管理、GIS展示、數據分析與維護、用戶之間通信等功能[3]。系統架構如圖1。

圖1 系統框架Fig.1 System framework

2.1 技術路線

基礎數據庫采用分布式管理方式，空間數據和屬性數據分開管理。空間數據通過SDE發布服務，各個點位信息在移動端進行渲染展示，屬性數據通過關系數據庫管理引擎存儲[4]。

圖2 技術路線Fig.2 Technical route

用戶登錄信息利用Redis管理，存儲登錄令牌和控制時長。后臺檢查人員若發現外業采集人員有數據上傳錯誤，則通過Web Socket服務協議，將審核結果反饋給外業采集人員，避免二次返工。

2.2 外業信息采集

外業信息采集過程是整個系統運行的核心部分，分為點狀要素信息采集、線狀要素信息采集、面狀要素信息采集[5]。點狀要素信息采集主要記錄戶數據，包括戶的基本信息和所有涉及到的附屬物信息，確認后由戶主簽字；線狀要素信息采集主要記錄電纜線、電力線等線狀數據，主要包括線名、長度、類別等基本信息；面狀要素信息采集主要記錄農田、水系、道路等面狀數據，包括集體用地屬性、水系類別、用途等。該模塊基于空間信息進行操作，外業人員點擊相應實物對屬性信息進行現場記錄，對外業采集的信息進行錄入，數據實時提交后臺數據庫。

2.3 數據庫設計

所涉及的數據包括工程建設需要的永久占地及臨時用地。工程占地范圍內涉及的移民財產、城鎮基礎設施、工業企業；工程占地范圍內涉及的交通、電力、管線、水利設施等專業項目。其中，戶數據包括行政區劃、人口信息、房屋信息、附屬設施。行政區劃分為市、縣(區)、鄉鎮、村、組等；人口信息包括農業人口和非農業人口；房屋信息主要包括框架結構房屋、磚混房屋、磚木房屋、簡易房等；附屬設施包括磚圍墻、門樓、廁所、爐灶、壓水井、沼氣池、空調、太陽能、有線電視、電視接收器、電話等全部有價值的物品[6]。

3 系統實現

系統按照功能可分為地圖基本工具、地圖要素管理、信息采集、事件處理、收發消息、數據管理、系統消息等功能模塊。

圖3 功能界面Fig.3 Function interface

地圖基本工具模塊。工具模塊主要包括全圖、放大、縮小、底圖切換、距離量測、面積量測、GNSS定位。底圖切換主要實現遙感影像圖與矢量地圖之間的切換[7]；GNSS定位功能實現當前位置在地圖上顯示，便于外業人員快速在地圖上找到當前位置。

地圖要素管理模塊。圖層管理模塊包括地圖編輯、刪除、拍照，用于注釋圖層要素的當前屬性，如該地圖要素在實際調查中有變化，可通過地圖編輯功能在圖層要素上進行標識、繪制。編輯圖層與原數據所屬圖層不同，便于內業檢查修改。刪除功能用于刪除圖層上多余的地圖要素，如某處房屋已經拆遷或本身就不存在，調查者可以刪除該要素，并將該要素的空間信息存儲在日志表中，在pc端能夠展示刪除部分數據。調查者在修改或標注地圖要素時可利用拍照功能上傳現場圖片。

信息采集模塊。信息采集模塊包括房屋信息、電纜線信息、土地信息的采集。該模塊支持地物屬性數據的記錄，能夠直接上傳至服務器，其中點狀數據如電線桿，線狀數據包括電纜線、電力線等，面狀數據包括土地數據、水域數據、道路數據。

圖4 房屋信息采集界面Fig.4 House information collection interface

事件處理模塊。事件處理模塊主要有事件處理、事件響應。填報過程中，系統通過人員角色控制，將采集信息推送到項目組長的事件處理模塊，項目組長可根據填報內容進行初步判斷處理，若填報數據有誤，可直接退回到填報人員，填報人員的事件處理模塊將主動接受待處理事件。

收發消息模塊。項目參與人員可在該模塊中進行交流，包括發送位置信息、項目進度信息、項目任務劃分、填報內容交流等，實現了項目的協同性進展，增強了項目整體把控力度。

數據管理模塊。數據管理模塊是專門應用于移民專業的工程應用模塊，是移民專業分析的基礎[8]。將采集的信息進行分析匯總，支持數據的增刪改查，將統計結果以專題地圖形式展示輸出。

圖5 數據管理界面Fig.5 Data management interface

系統消息模塊。該模塊主要包括個人操作日志查看，根據日期、操作行為篩選。操作行為有登錄、增加信息、刪除信息、修改信息、退出。

4 結語

該系統在移民工程調查中的應用，規范了移民信息采集過程，改變了傳統移民調查人員的工作方法，提高了數據質量和精度，為移民工程管理人員提供了科學、高效的管理工具。從應用層面上來看，本系統只在前期數據調查中提供了幫助，但在移民專業應用中還存在不足，如淹沒分析、移民規劃分析等。從展示效果上來看，本系統局限于二維地圖展示，缺乏三維模型應用，影響了展示效果。今后將從這兩個方面進一步完善，增加移民專業應用相關功能，拓展三維功能模塊信息。