移動GIS技術在城市信息採集中的應用

1 引言

隨着移動平板電腦和手機（如下簡稱移動終端）在軟硬件上的更新換代，和3G、4G通信網絡的升級，傳統測繪和和數據服務方式正在發生巨大變化。以城市中的外業踏勘和信息採集爲例，移動終端正成爲主要的外業信息採集工具。本論文結合上海市「郊野公園」項目中的「城市規劃多元信息現場移動採集平臺」建設，介紹了城市信息採集系統的設計思路、開發流程與關鍵技術。並對本系統的效益與優缺點作了評估。爲其它移動GIS系統在城市信息採集中的應用提供參考。

城市規劃設計側重科學性、全面性和合理性，而現場踏勘正是各種規劃項目開展的必要工做，須要全面掌握基地內「田、水、路、林、村」各種天然要素肌理，梳理「風、土、歷、人、文」人文要素特徵。這一工做的重要成果，便是獲取了大量的現場信息，這些信息是規劃編制最重要的參考和基礎，「城市規劃多元信息現場移動採集平臺」採用高效科學的信息技術手段、創建多元信息的移動採集系統，充分利用「天地圖」等權威數據服務,以提升數據資料的信息化獲取效率，很好地爲此類城市規劃項目的外業踏勘和現狀採集提供了技術支持。

2 系統架構

系統在建設初期，首先實地調研用戶的需求，梳理出用戶數據採集與處理的流程，並據此，構建出系統的邏輯架構。即數據層和邏輯事務層。這種架構在基於移動終端的系統建設中具備廣泛參考價值。

數據層包括系統價值的地圖數據、採集成果數據，分別採用了地圖切片數據、矢量數據、文本型數據庫加以保存。

系統邏輯事務層包括系統界面的用戶操做層和後臺的數據處理層。根據具體的項目需求，邏輯事務層涵蓋了地圖瀏覽、定位、數據採集、數據管理、數據交換與輸出等功能。後臺數據處理服務搭建在雲服務器上，採用網絡請求的方式調用。在線的地圖服務經過ArcGIS Server技術，在雲服務器上發佈爲REST地圖服務，在移動終端經過網絡發送請求在線加載。

 

圖1 系統邏輯架構圖

3 核心技術

本系統集成了服務器端的地圖製做與發佈技術、移動系統（iOS與Android）上的多媒體數據採集、數據庫讀取、矢量數據交互、內存管理、模塊化開發等技術。如今以iOS系統爲主，一一介紹各技術要點。

3.1 基於ArcGIS Server 10.1的地圖製做技術

系統利用ArcGIS 10.1平臺，製做壓縮格式(bundle格式)的離線地圖切片，相比傳統鬆散型（.png或.jpg格式）切片，數據容量減小了2/3。更利用在移動設備上的存儲。

3.2 基於ArcGIS SDK for iOS的移動地圖加載技術

系統利用ArcGIS SDK移動開發包，實現切片離線加載，在線「天地圖.上海」地圖切片、在線影像服務、動態圖層的在線請求與加載。爲移動GIS平臺的實現提供了地圖基礎。

3.3 基於雲服務的移動系統搭建

系統移動端操做層基於iOS和Android系統開發，爲保證外業採集中的數據管理與安全，基於PHP、aPache、MySQL搭建後臺數據存儲與管理的WebService。並經過雲平臺發佈，實現了高效的野外數據實時上傳與下載。這是保障城市外業信息採集的基礎框架。

3.4 基於移動系統的多媒體和地理位置採集

系統利用移動設備的觸摸操做、拍照、圖片展現、智能運算等功能，可遍歷的經過拍照、攝像手段，採集地物外表、紋理特徵，並在設備上流暢顯示；

同時利用移動設備的實時定位特性，及時獲取當前所在地理位置，實現地物體表特徵數據與空間數據的無縫關聯。

3.5  圖片標繪處理技術

系統基於Xcode（以iOS系統爲例）開發包的圖形處理庫CoreGraphic，開發了在圖片上隨意塗鴉、標繪的技術，更大的方便了做業人員的外業採集工做。

3.6 模塊化開發與管理

系統採用模塊化開發與拼裝技術，提升了代碼的可複用性、提升了開發的效率。

3.7 SQLite數據庫技術

利用SQLite數據庫的跨平臺、輕量級等優勢，存儲全部文本信息，以及文本與媒體文件的對應關係。

3.8 矢量數據（SHP）在移動端的讀寫

利用ShapeLib庫實現矢量數據在移動端的讀取、渲染、與輸出。爲地圖展現、採集數據成果的輸出提供了便利。

4 系統效果

基於上述技術，系統開發出了地圖加載、實時定位、照片與文本採集、照片標繪、數據查詢與管理、矢量數據輸出、數據實時上傳等功能。基本涵蓋外業踏勘與現狀採集的所有流程。

基於平板電腦實現地理座標、文本信息、照片視頻等多媒體信息的獲取、查詢、交換，能夠有效提升現場踏勘的工做效率和信息化水平，解決現場資料管理混亂的問題，爲郊野公園項目的數據資源提供科學採集手段，提升信息資源的管理效率和管理水平。

圖2 系統應用效果圖

郊野公園項目現場採集的數據種類多、涉及面廣，信息資源綜合管理和使用的難度較大。採用先進的數據庫技術、移動端技術、GIS技術，以空間位置信息爲索引，創建多種數據資源一體化採集機制，能夠屏蔽異構數據資源獲取和管理的複雜多樣性問題。爲將來郊野公園項目數據基礎設施的建設提供有效支撐。

5 效益評價

《城市規劃多元信息現場移動採集平臺》直接調用「天地圖•上海」等基礎地理信息數據服

務，規劃單位只需專一於維護現場規劃的數據建設，項目建設在數據投入上的成本可下降

50%。

該平臺實現了各種規劃現場踏勘數據直接定位以及數據入庫、管理，較之以往傳統規劃現場踏勘模式，實現了無紙化現場做業，大大節約了現場的人員投入和後期的內業數據整理、人工定位等工做量，可節約各種人工投入約40%。