基于移动GIS的测绘系统设计与实现

贺军政,毛奎中,林均玲

(1.深圳市勘察测绘院有限公司,广东 深圳 518028;2.山东省蓬莱市测绘院,山东 蓬莱 265600;3.山东省蓬莱市城市建设档案馆,山东 蓬莱 265600)

基于移动GIS的测绘系统设计与实现

贺军政1,毛奎中2,林均玲3

(1.深圳市勘察测绘院有限公司,广东 深圳 518028;2.山东省蓬莱市测绘院,山东 蓬莱 265600;3.山东省蓬莱市城市建设档案馆,山东 蓬莱 265600)

随着智能手机的逐渐普及和ARCGISMobile技术的不断发展,在无线通信技术的支撑下,为测绘行业建立基于移动 GIS的测绘系统创造了条件。以智能手机为载体,基于ARCGISMobile与无线通讯技术相结合,在智能手机平台上实现移动GIS测绘系统,为外业地理信息数据采集提供了方便条件,经试用效果良好。

智能手机;ARCGISMobile;移动GIS;GPS

传统上,将空间信息带到野外是通过纸质地图。信息收集是通过纸质地图,使用铅笔或铅笔绘制草图,在野外作业人员返回到办公室后将信息输入到GIS或CAD系统。野外普查,通常是通过纸质报表来完成,在野外填写,返回办公室录入到数据库,再整合成 GIS信息数据库。这种传统作业方法导致了信息的重复输入,不仅效率低下,而且容易产生错误。

近些年掌上电脑、智能手机、平板电脑等移动设备的飞速发展,加之嵌入式技术、GPS技术和无线通信技术的支撑,还有ESRI推出的基于移动设备的解决方案ARCGISMobile,推动GIS向移动应用方向发展,通过对ARCGISMobile开发应用,野外作业人员可以方便浏览地图,收集和存储空间及属性信息,保持与服务总部的信息同步,极大的缩短了传统的作业流程,保持了信息的时效性。

整合智能手机、GPS、ARCGISMobile、SM S(短信业务)等技术,可以实现移动测绘 GIS,实现野外移动作业,降低成本,提高生产效益。

1 智能手机、ARCGISMobile介绍

智能手机就是一部像电脑一样可以通过下载安装软件来拓展手机基本功能的手机。

智能手机基本配置包括:①高速度处理芯片;②大存储芯片和存储扩展能力;③面积大、标准化、可触摸的显示屏;④摄像头至少300万像素;⑤支持播放式的手机电视;⑥支持 GPS导航;⑦操作系统支持新应用的安装;⑧配备大容量电池,并支持电池更换;⑨智能化操作。智能手机操作系统主要包括:①Window s Mobile操作系统;②Sysmbian(赛班)操作系统;③Linux操作系统;④Android操作系统等。

智能手机的高性能配置及无线网络技术为实现移动GIS系统提供了基本条件。

ARCGISMobile是ESRI公司在2008年推出新一代移动GIS开发包,它主要的优点是基于微软最新的.NET Compact Framewo rk平台,能够提供强大的数据同步应用和开发定制支持,可被用于在智能手机、UM PC等智能设备上创建和部署专业移动GIS应用。这些应用支持与ARCGIS Server的无线同步、GIS数据复制和野外在线编辑。除了支持在线应用外,ARCGIS Mobile也支持离线应用,这种灵活的模式使ARCGIS Mobile应用在移动环境下有着非常好的伸缩性。

ARCGISMobile除了即用的ARCGIS Mobile App lication,还包括一套粗粒度的开发类库,可以在微软的Visual Studio.net环境中构建客户化Mobile应用。ARCGIS Server Mobile SDK的本质是一套构建集中式应用程序来呈现、普查、收集以及在野外编辑、储存空间信息的开发框架。基于Mobile SDK可以构建各种应用,例如设备地图、建筑普查等等。

通过研究以上智能手机的功能,基于ARCGIS Mobile的移动 GIS技术,整合 ARCGIS Mobile、GPS及无线网络等技术,可以实现以下功能:

1)查询浏览空间数据和属性信息;

2)接收 GPS信号并定位、获取位置坐标,记录轨迹,路线导航和监控追踪等;

3)能够编辑点、线、面等空间要素,能够与服务器实现无线同步和实时交互;

4)支持多种空间数据格式,可以访问 WM S、W FS等符合OGC标准的数据源;

5)查询结果短信发送。

2 移动测绘GIS系统

2.1 系统建设目的

测绘行业中,野外工作人员在野外作业时经常发生诸如放样时所带资料控制点遭到破坏导致无法放样;与甲方在野外看现场时,没带资料或少带了资料而无法标注指定范围;在空旷地区进行外业作业时,没有参照物增加寻找目的地的困难等等。针对这些问题,设计基于移动 GIS的测绘系统,可以实现:①建立缓存数据访问 GIS数据库,数据库包括:街道、控制点、建筑物;②通过空间查属性、属性查空间方式随时方便查询信息数据;③利用内置GPS实现空间定位;④查询信息和GPS定位信息可以通过短信方式发送或保存为文本文件。

2.2 系统功能

移动测绘 GIS系统是以深圳市辖区内的建筑物、街道行政区、控制点、路网图等空间基础地理信息为载体,融移动设备(本系统是操作系统为W indow s Mobile的智能手机)技术、GIS技术、GPS技术、SM S技术、数据库技术于一体,储存和处理空间信息的信息系统。系统主要功能模块如表1所示。

表1 系统主要功能

2.3 系统开发环境

2.3.1 Mobile设备要求

ARCGISMobile9.3版本目前仅支持Window s Mobile平台,具体支持的智能设备平台有:

2.3.2 Mobile开发资源要求

根据Mobile要求和实际情况,本系统采用的设备和开发资源是:基于Window s Mobile 6的 H TC智能手机,Visual Studio 2008,Window s Mobile 6 SDK,Window s Mobile Device Center。

2.4 系统地图数据

ARCGISMobile应用程序可以通过网络保持与服务总部的信息同步,也支持下载到智能设备本地的缓存中的数据。本系统采用的是在设备本地的缓存中的数据。

缓存地图数据首先用A rcM ap配置好地图数据,包括地图显示比例、显示顺序、标注、要素分层等,并保存为＊.m xd文档,如图1所示。

图1 地图数据

然后用A rcCatalog的GIS Servers发布设计好的地图文件。

再用A rc Toolbox的Mobile Tools工具生成缓存地图数据。在A rcCatalog中创建地图服务时,在服务类型中,一定要勾上“Mobile Data Access”一项,建立的地图服务支持ARCGISM obile应用。

2.5 系统关键技术

2.5.1 ARCGISMobile技术

ARCGISMobile SDK是开发类库,开发过程中的核心控件包括:①Map;②MobileService;③Zoom In、Zoom out以及 Pan;④Selection M apAction;⑤GPS File和 GPS Serial Po rt Connection;⑥GPSDisp lay;⑦Scalebar。详细了解和应用这些核心控件和类库,就可以很快构建一个Mobile GIS应用程序。

本系统用了 M ap、MobileService、Zoom In、Zoom out以及Pan控件,实现了地图浏览功能,如放大、缩小、移动。

2.5.2 GPS技术

GPS定位功能有很多实现方法:①使用ARCGISMobile SDK是开发类库中的 GPS控件和类库;②使用微软的GPS Intermediate Driver(GPS中间驱动程序);③直接读取硬件信息,设置端口和波特率。

以上3种方法,第2种开发起来最为容易。GPS Intermediate Driver在 Window s Mobile 5/6 SD K自带且是开源的,用户使用起来只要关心几个函数和事件即可以,如Gps.Open()、Gps.Close()。

在使用GPS定位方面,如果地图是地方坐标系统的话,开发人员还要实现WGS84坐标转换为地方坐标系统功能。

2.5.3 SM S技术

短信发送是手机的基本功能,利用此功能可以实现数据共享。从 WM 5.0开始,微软在.NET Compact Framewo rk中提供了丰富的托管类库,以支持对智能设备上的电话、短信和联系人等进行二次开发。利用 Pocket Outlook类所提供的 Appointment(约会)、Task(计划)、Contact(联系人)、短信和邮件的操作,可以实现查询数据结果短信发送功能,缺点是无法保存发送报告。

本系统开发短信发送是直接采用智能设备系统短信命令发送,并保存了发送报告,实现代码如下:

System.Diagnostics.Process.Start(@"W indow s mail.exe",string.Format("-service" SM S" -to"" -body"{0}"",this.text-Box1.Text));

2.6 系统成果

基于移动GIS的测绘系统现为1.0版,系统功能包括两个菜单和一个工具栏,菜单一个是“地图”,一个是“GPS”,前者是对缓存数据的查询操作,后者是GPS实时定位。图2～图5为本系统的几个界面截图。

图2 图形显示

功能介绍:

1)图上坐标:鼠标点击图上位置,得到图上位置坐标;

2)图上图幅:鼠标点击图上位置,得到图上位置深圳1∶1 000图幅号;

3)坐标定位:通过坐标定位到图上位置;

4)属性定位:通过建筑名称定位图上位置,支持模糊查询;

5)图幅号定位:通过深圳1∶1 000图幅号定位到图上位置;

6)控制点查询:查询控制点坐标高程信息,支持模糊查询,查询结果可以通过图5界面保存数据和短信发送;

7)图上控制点提取:浏览图上控制,并点击提取控制点信息,提取结果可以通过图5界面保存数据和短信发送;

8)GPS定位:打开或关闭GPS设备;

9)GPS当前信息:显示GPS接受的当前位置的深圳坐标和图幅号;

10)记录GPS坐标:根据提示记录 GPS经纬坐标,结果可以通过图5界面保存数据和短信发送;

11)记录GPS坐标:根据提示记录 GPS深圳坐标,结果可以通过图5界面保存数据和短信发送。

3 结束语

研究智能手机、GPS、ARCGIS Mobile和无线网络技术,整合ARCGISMobile、GPS和无线网络技术,实现了一定功能移动测绘 GIS系统,达到移动办公目的。本系统具有携带方便、处理速度快、数据无线共享、GPS自助导航等特点,系统的应用解决了外业工作人员的一些实际问题,促进了测绘行业向移动的发展。

但移动测绘 GIS系统还有很大的技术空间值得去挖掘和提高,如本系统目前只采用缓存方式解决数据源问题,而未采用GPRS无线网络技术直接访问服务器数据库;系统未加入编辑、分析等 GIS功能。

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[5]刘晨鑫,臧淑英.基于PDA的GPS定位及专题地图浏览系统设计与实现[J].哈尔滨师范大学:自然科学学报, 2008,24(2):101-104.

[6]杜四春,蔡立军.C#程序设计[M].北京:中国水利水电出版社,2006.

Research and realization of survey system based on mobile GIS

HE Jun-zheng1,MAO Kui-zhong2,L IN Jun-ling3

(1.Shenzhen Geotechnical Investigation&Surveying Institute Co.,L td.,Shenzhen 518028,China;2.Penglai Surveying and Mapping Institute of Shandong Province,Penglai 265600,China;3.Penglai U rban Construction A rchives of Shandong Province,Penglai 265600,China)

W ith the increasing popularity of intelligent mobile telephones and ARCGIS Mobile technology continues to evolve,by suppo rting of the w ireless comm unication technology,it created conditions fo r surveying and mapping industry to establish survey system based on mobile GIS.To take intelligent mobile telephones as the carrier,based on the combination of ARCGISMobile and w ireless communication technology to realize the mobile survey system in the p latform of intelligent mobile telephone,it can facilitate the fieldwork geographic information data collecting,and have good effect by trial.

intelligentmobile telephone;ARCGISMobile;mobile GIS;GPS

P208

A

1006-7949(2010)04-0039-04

2010-04-15

贺军政(1975-),男,工程师.

[责任编辑:张德福]