大标题大比例尺地形图外业巡检软件的研究与实现

杨海关，邱云峰，王占辉

（1.云南省测绘产品检测站，云南 昆明 650034；2.广州南方测绘科技股份有限公司，广东 广州 510665）

大标题大比例尺地形图外业巡检软件的研究与实现

杨海关1，邱云峰1，王占辉2

（1.云南省测绘产品检测站，云南 昆明 650034；2.广州南方测绘科技股份有限公司，广东 广州 510665）

当前大比例尺地形图采集已全面实现数字化，但外业巡查仍用打印纸图方式，不仅工作效率低，且与内业衔接困难，难以满足测绘信息化发展的需求。针对以上问题，提出了一种大比例尺地形图数据格式转换的方法，基于ArcGIS Runtime SDK开发运行在Windows与Android平板端的外业巡检软件。实际应用表明，该软件提高了成果检验的准确性和工作效率。

地形图；外业巡检；质量检验；ArcGIS Runtime SDK

大比例尺地形图数据已进入数字化阶段，而外业巡查仍采用传统的打印纸图，不仅时效低、携带量有限、物资消耗大，且与内业工作衔接困难，难以满足当前测绘信息化发展的需求。

日益普及的智能移动终端设备，集成传感器元件、GPS定位技术，具有携带方便、灵巧便捷的特点，为外业工作的变革带来了契机[1-2]。且越来越多简单易用的跨平台开发组件，使得用户结合业务需求，定制开发应用成为可能。

1 软件总体设计

软件采用．Net编程语言基于AutoCAD实现数据格式转换，再采用．Net编程语言基于ArcGIS Runtime SDK for ．Net和采用Java编程语言基于ArcGIS Rumtime SDK for Java，结合大比例尺地形图检查技术规范与规程，设计并实现外业巡检的功能模块，如数据格式转换、GPS定位、问题记录、相机拍照等功能，并与内业工作无缝衔接，自动生成检查记录表。

1.1 软件体系架构

ArcGIS Runtime SDK是新一代的轻量级的桌面开发产品，提供多种API，可以使用WPF、Java等开发环境快速的构建地图应用，具有共同C++内核、多平台接口和编程模式一致、覆盖主流平台的特点。本文采用分别基于其．Net API与Android API进行二次开发，在Windows与Android平板上完成外业巡视检查的功能模块，其软件体系结构如图1所示。

图1 软件体系结构图

1.2 软件功能设计

软件功能主要分为平板端巡检模块和桌面端辅助模块，其中巡检模块针对成果数据进行外业检查问题记录、定位、拍照等，辅助模块是为巡检做准备工作，对原成果数据进行格式转换和导入外业检查记录到AutoCAD平台，如图2所示。

结合相应规范要求和外业工作流程，外业巡视软件主要包括以下几个部分的内容。

1）新建工程。根据用户输入工程名称自动创建目录，分为切片数据、SHP数据、地面照片、检查记录、外业轨迹5个文件夹和1个工程文件。

2）打开工程。从用户指定的工程目录，检索5个文件中的不同类型数据，加载至地图显示，并从工程文件中获取环境变量来初始化地图。

3）保存工程。将当前地图环境保存至工程文件，包括视图范围、GPS偏移量、图层路径、标注比例尺等。

图2 软件功能设计图

4）加载数据。如果数据未放在当前工程相应目录下，可以用该功能加载其他目录下的数据。

5）图层操作。图层打开与关闭、图层移除、双击缩放至图层范围。

6）视图全图。将当前地图的范围缩放至全部数据范围。

7）GPS定位。在地图中实时显示当前位置；轨迹记录至文件；因不同坐标系与WGS84有差异，实现位置纠偏。

8）问题记录。支持点与线标注问题；从记录模板中选取已有记录来规范化；相机拍照与查看。

通过数据格式转换解决平板端数据加载的问题，并实现内业工作与外业工作的无缝衔接，还开发辅助作业功能模块。

1）转TPK切片。将原数据转为ESRI Tile Package切片格式（*．tpk），在平板端可以快速渲染和高速调用。

2）转SHP文件。将原数据转为ESRI Shapefile数据格式，数据量少、范围大时，转为SHP文件将节省时间，但加载速度比切片数据慢。

3）导入外业记录。将平板端的巡检记录导入至内业平台AutoCAD中，包括问题记录、外业轨迹、照片，并可自动生成检查记录表。

2 软件实现与应用

2.1 地形图转切片格式

ESRI Tile Package切片格式是ArcGIS10．1推出的一种新的紧凑型存储（compact）格式，与之前的松散型存储（exploded）相比有迁移方便、创建更快、减少存储空间等诸多优点，并具有渲染速度快、调用效率高的特点，是移动端较为理想的数据格式。文件内部组织如图3所示。

其中esriinfo和servicedescriptions是切片的配置信息文件，v101文件夹中存储紧凑型切片数据。数据存储在．bundle和．bundlx文件中，．bundle文件存储二进制分块数据，．bundlx为．bundle分块数据索引文件。

在AutoCAD中，利用．Net API调用图像输出接口将分幅的DWG地形图数据依次分级转出为PNG图片格式[3]，依据切片格式要求，将图片以二进制流的方式写入．bundle与．bundlx中，再利用ZIP压缩接口打包成．tpk文件。图4为地形图转切片格式界面。

图3 切片格式内部组成结构

图4 地形图转切片格式界面

2.2 地形图转SHP格式

在数据量少、范围大时，转为矢量数据将会节省时间，但加载速度稍微比切片数据慢。Shapefile属于简单要素类，用点、线、多边形存储要素的形状，由若干个文件组成，空间信息和属性信息分离存储。

地形图数据里面存储块与实体要素，需要将所有块转换为实体，其中分为文字、多段线、二维多段线、直线、圆、圆弧、椭圆等[3-4]，并将所有文字转为多段线，再借用第三方GDAL库将多段线写入Shapefile文件中。

2.3 质检软件应用

根据本文中所提及的各项巡检软件功能，对实际项目进行外业检查，其中在Android平板端部分结果如图5、6所示。

图5 巡检软件运行界面

实现点和线标注问题、相机拍照的功能，可从记录模板中选取问题描述，既能保证检查的规范性，又减少手工录入的时间，并支持自动生成检查记录表。导入外业记录界面如图7所示。

将外业中的问题记录、GPS轨迹、地面照片导入至内业AutoCAD平台中，实现内外业工作的衔接，解决了外业问题整理耗费时间和记录难以归档的问题。

图6 外业问题记录

图7 导入外业记录

本文所研发的软件依据相关规范要求[5-7]，直接应用于大比例尺地形图数据质量控制，规范检验流程，减少数据的重复修改和作业成本。目前，已安装使用达50多套，广泛运用在全国7个省20余家质检单位对大比例尺地形图成果验收工作中。

3 结 语

巡检软件对原数据进行格式转换，结合工作流程研发Windows和Android移动端软件，具有操作方便、安全、稳定的特点，集成定位、相机拍照等功能，在实践中取得了良好的效益，实现了检验工作内外作业的一体化。应用结果表明，该软件实现外业巡查工作无纸化、信息化、内外作业一体化，将数据成果质量检验工作效率提高50%～60%，能有效提高大比例尺数字地形图成果检验的准确性和工作效率，对提高大比例尺地形图的成果质量有重要的意义。

[1] 李兴中．地理国情普查外业核查的电子调绘方法[J]．测绘,2014,37(5)：237-240

[2] 杨华先．电子调绘的研发[J]．地理空间信息,2009,7(4)：4-6

[3] 秦洪现,崔惠岚,孙剑．Autodesk系列产品开发培训教材[M]．北京：化学工业出版社,2008

[4] Autodesk Asia Pte Ltd．Autodesk地理信息系统解决方案[M]．北京：电子工业出版社,2010

[5] CH/T1020-2010．1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形图质量检验技术规程[S]．

[6] GB/T 24356．测绘成果质量检查与验收[S]．

[7] CJJ/T8-2011．城市测量规范 [S]．

P208

B文章编号：1672-4623（2017）06-0109-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.06.034

杨海关，硕士，主要从事测绘产品检查验收、地理信息系统研发等工作。

2016-10-26。

项目来源：云南省测绘地理信息局科技资助项目（云测科2013-01）。