基于平板电脑的外业采集核查系统在油田测绘中的应用

丁国峰

大庆油田工程有限公司

随着科学技术的发展，航空摄影测量技术已全面进入数字化阶段，但在油田航测项目中的外业核查阶段和调绘阶段仍然采用传统的纸质图纸，不仅打印工作量大，而且野外作业图纸携带不便，导致工作效率低，很大程度上影响了整个项目进度[1]。

为了提高油田测绘的工作效率、缩短工期、节省成本，在大庆油田1∶5 000比例尺地形图更新测量项目中，引进了基于平板电脑的外业采集核查系统。结合项目技术设计，通过特性定制建设了外业核查内外业一体化工作体系，优化了外业核查工艺流程，提高了项目外业核查工作效率。

1 外业采集核查系统

1.1 系统介绍

外业采集核查系统是以华为M2平板电脑（含电容笔）为载体，基于测绘、国土、农业、林业等行业外业数据采集需求开发的外业数字化采编产品。系统基于Android 5.0与Arcgis Runtime SDK for Android 100.1开发，特设有内置支持WGS84与CGCS2000坐标系的天地图影像服务和电容笔支持下开发的特性功能集。系统结构如图1所示。

图1 系统结构Fig.1 System architecture

1.2 系统优势

目前市场已有的电子调绘产品，功能特性、普适性一般，而本项目引进的外业采集核查系统为定制系统，具备高度适用性、作业人员操作友好性等突出的优势。

外业核查采集系统包含市场上已有电子调绘产品中的大部分功能，如常规的数据加载、地图缩放、要素采集、要素编辑、属性查看、地图量测等。除了常规功能之外，系统新增了照相、录像、地理围栏、路线规划、轨迹回放、外接设备补测等功能。照相与录像功能可根据当前位置，将照片和视频与地图相关联，并提供地图属性查看的支持；地理围栏功能可根据规划的路线自定义安全范围，当作业轨迹越界时提供报警信号；路线规划功能可按路线为作业提供导航信息；轨迹回放功能可回顾作业路线，为整个作业过程提供历史回顾式的查看；外接设备补测功能可连接测量设备，将测量结果记录在系统地图中。

2 应用

大庆油田1∶5 000比例尺地形图更新外业核查的工作流程见图2。依据大庆油田已有数据及DOM影像数据进行分析统计，将需核查的要素标出，形成外业核查底图数据[2]。合理规划核查路线，按外业核查要求，核实核查预处理数据中的疑问图斑，形成外业核查过程数据，进行内业整理形成项目最终成果。

图2 大庆油田1∶5000比例尺地形图更新外业核查的工作流程Fig.2 Work flow of 1∶5000 scale topographic map updating for field verification in Daqing oilfield

2.1 外业核查准备

外业核查准备包括制作外业核查底图数据，定制外业采集核查系统核查过程数据库，定制外业采集核查系统1∶5 000符号库[3-4]，以及路线规划与地理围栏的设定。具体如下：

（1）整理已有地形图及DOM影像数据。对于按1∶5 000分幅的影像数据直接按tif格式存储，如有任务区域连片的情况，可以将影像拼接，运用ArcMap转换为tpk格式。对于地形图数据运用Arc-Map加载，将要素按1∶5 000比例进行符号化，对需外业核实或常查看的属性进行标注；然后，运用ArcGisRunTime工具发布GeoDataBase格式的业务数据。

（2）为了实现内外业一体化[5]，保证数据库格式一致性，参考大庆油田1∶5 000地形图成果数据库格式，根据项目外业核查过程数据的要求，运用ArcMap创建gdb格式的数据库，设计图层要素与图层字段属性结构。然后，运用ArcGis Service将gdb格式数据库发布成可离线编辑的要素服务，将离线格式为GeoDataBase的模板文件置入离线工具及平板电脑中。

（3）为了满足作业人员需求，提高地形要素的辨识率，运用ArcGis Pro处理1∶5 000符号库，按需求调整样式，将整理编辑后的符号库转换为外业采集核查系统所支持的stylx格式，以便能在系统中以所见即所得的方式识别采编的核查要素。

（4）外业人员在确定任务范围之后，根据调绘预处理数据中核查要素的分布和任务范围里的道路等实际情况，合理规划路线，并将规划路线数据导入到调绘预处理数据库中。对于任务区内有特殊地物、地貌等情况，可设定安全作业范围，以便系统进行越界提醒。

2.2 外业核查

外业采集核查系统作业以工程方式进行管理，外业核查过程数据由外业采集的要素、航迹、照片、视频等组成。外业人员可参考路线进行作业，系统根据实时记录的行动轨迹随时提醒是否偏离线路。当临近需核实地物时，在系统上能观察到当前位置与需核实地物的相对位置。对于核实的属性信息，系统提供了多种方式进行记录：通过创建标注在需核实图斑上标识属性信息；通过创建几何要素，并录入对应的描述属性信息进行记录，由于系统支持符号化，所创建的要素能以特定符号显示在系统中；可以利用电容笔涂鸦方式直接在地图上写出核查信息，涂鸦笔记以线要素方式存储，有唯一符号并自动记录当前创建的系统时间，便于后期时间追溯；可以通过拍照、录像的方式采集信息，拍摄照片和录制视频在地图上能以点要素方式关联记录，并提供后续查看支持。

2.3 外业核查成果

（1）外业核查过程数据导出。外业核查过程数据以工程文件夹形式存储在系统内存里，工程文件夹中包含外业核查采集的要素库、照片、视频等。

（2）内业编辑整理。根据DOM成果、外业核查过程数据进行编辑处理，根据核查数据进行修改、补录属性信息，如道路等级、名称等。对导入补测数据进行编辑，处理要素关系，形成外业核查成果数据和地形图最终数据。

3 结论

运用外业采集核查系统进行核查，对比传统纸质外业核查方式，突破了纸质底图的局限性，具有底图无限制缩放的优势。同时，核查结果以数字化形式记录，减少了传统内业清绘的工作量。对比其他电子调绘产品，系统定制的外业核查过程数据库，在数据结构上与项目要求一致，能全面表述外业核查信息，减少外业核查过程数据向成果数据转换的工作量。系统定制的符号库，通过提高地物要素识别率，降低了要素地物判读难度并减少了地物判读时间。综合上述优势，外业采集核查系统不仅满足了大庆油田1∶5 000比例尺地形图更新项目的需求，而且改进了项目外业核查工作的工艺流程，显著提高了项目外业核查工作效率。