基于Android土地调查客户端的设计与开发*

孙玉强，陈嘉浩，李 博，范俊甫

（1.中交公路规划设计院有限公司，北京 100088；2.山东理工大学 建筑工程学院，山东 淄博 255049）

1 概述

我国国土资源相关部门的建设用地管理和监测工作主要以人工实地巡查和影像判读为主，导致公众参加较少，国土资源勘察调研存在发现难、效率低、时效差等问题。成都、沈阳督察局虽基于WebGIS平台建立了土地资源调查网页，但其操作复杂、定位精度差，群众参与度不高，可推广性不强。为了提高当前国土资源相关部门的工作效率，需结合当前技术发展现状，紧跟移动GIS的发展步伐，及时发现土地资源占用使用行为，实时上报和解决问题。国内已有相关部门结合移动GIS技术制作了用地调查系统，北京市建立了国土资源调查系统，主要提供信息上报、信息管理、信息反馈等服务；福建省国土资源部门结合3S技术，构建包含数据对接以及短信发送功能的移动土地调查管理平台，从而实现快速调查、快速上报、快速管理等功能。

移动GIS应用技术的外在承载形式为便携式移动终端，结合移动互联网技术，通过GPS或基站实现设备定位以及地图的浏览、标绘等基本功能。目前，土地资源调查客户端的主要技术路线为：利用3S技术实现国土资源的调研一体化，从而构建高效、便捷的立体跟踪调研体系；利用数据库技术和移动GIS技术实现海量空间数据的管理和相应空间数据库的管理；利用矢量地图和高分辨率遥感影像对不合理用地进行圈定，上传被占用土地资源的具体信息；利用GPS技术和基站进行导航定位，实现现场的调查取证。

2 研究方法

2.1 移动GIS

移动GIS是提供移动中的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务的GIS，国际GIS界将GIS+GPS+无线互联网一体化称为移动GIS。移动GIS可实现数据的上传和下载、地图的浏览、点位标记等基本功能。移动GIS涉及了无线终端技术、无线网络通信技术、分布式的空间数据管理技术、移动数据库技术和移动GIS的二次开发技术。分布式的空间数据管理技术是移动GIS的关键技术之一，分布式空间数据库系统主要指在物理分布逻辑上集中的分布式结构，移动终端巨大的用户量决定了用户对信息的需求差别也很大，单一的数据源无法满足用户需求，这就要求必须具备地理上分布的多种多样的数据源，借助现有的分布式处理技术来支持多用户的并发访问。移动GIS的二次开发技术主要围绕面向底层组件式开发技术和面向应用层开发技术两方面进行。底层组件式开发技术主要依托JNI机制实现，通过JNI机制，利用谷歌公司推出的Android NDK二次开发工具进行技术上的具体实现。应用层开发主要借助谷歌公司提供的开源Android Framework框架进行。

本文基于天地图移动API和AndroidAPI进行移动GIS的二次开发，实现拍照、数据的存储与上传、地图的缩放、标绘等功能，将传统GIS操作运用到移动设备当中，实现操作便捷、可移植性强的土地资源调查系统。

2.2 网络数据通讯与地图纠偏

使用Web Service技术进行Android与Web服务器的操作，通常所说的Web Service就是远程服务器对外公开了方法或服务，通过调用远程服务器上的方法进行数据传输。开发者下载Ksoap包，通过该包实现客户端与服务器的Web Service通信。首先实例化SoapObject对象，指定Web Service的命名空间以及调用方法名称。通过SoapObject类的addProperty方法设置调用参数，其次生成调用Web Service程序的SOAP请求信息，定义传输对象，指明WSDL文档URL，并且利用此对象调用Web Service端的操作方法进行数据传输。

为保障国家数据安全，GPS接收的数据增加了非线性的偏移量，且各地区的偏移量不同，导致调用地图的过程中地图上位置与实际位置有偏差，用户使用过程中产生定位不准确的现象。因此，开发者在系统开发设计过程中需要对数据进行纠偏处理，使定位点与坐标经纬度相匹配。

在客户端中加载地图，选择户外较为空旷、GPS信号较好的区域进行定位，选定实际点位A点，在地图上查看对应点位B点，然后量测图上B点对应的实际点位C点与A点在X、Y方向上的距离差。换算出经度偏移量和纬度偏移量。通过以下公式来计算真实经纬度坐标，真实坐标=GPS坐标+偏移量。通过多次量测与实验，可以得到真实的经纬度坐标。

Map.X=GpsCoordinate.X+（int）row[“经度偏移”]

Map.Y=GpsCoordiante.Y+（int）row[“纬度偏移”]

2.3 Android数据传输与MySQL数据库

Android手机系统是以Java语言为基础并通过Java语言中的数据流实现数据的传输，开发者可以通过Java中数据流的类操作使用户实现磁盘文件的访问。应用程序的数据文件默认保存在/data/data/<包名称>/files目录下，Android手机中有外置SD卡和手机内部存储两种方式，可通过android.os.Environment取得目录的信息来判断SD卡是否存在，文件可保存在指定的文件夹中。Android系统中的每个应用程序数据都是采用私有形式进行操作的，难以被外部应用程序访问。为使其他应用程序能操作本程序数据，通过ContentProvider提供数据操作的接口，将底层数据封装成ContentProvider，使程序保持良好的扩展性和开放性。

本系统在服务器端配置MySQL数据库进行数据的存储。MySQL是开源的关系型数据库管理系统，用户可以对数据库进行各种操作，在C/S架构中，可以通过调用Web Service的方法进行数据库中表信息的增、删、改、查等操作。

3 实验与结果分析

3.1 实验环境

本实验的开发平台为Windows 8操作系统，开发工具为 Android Studio 2.0和Visual Studio 2013，使用Java和C#两种语言，数据库为MySQL5.6，客户端的测试和运行环境为Android智能手机。

3.2 实验结果

本实验实现了基于Android土地调查客户端的设计与开发，提供了用户管理、土地调查上报以及调查记录管理三大功能。用户管理系统中，为保证调查信息安全性和真实可靠性，用户在注册账户时，需调用手机摄像头拍摄个人面部作为头像，准确填写个人身份信息且通过身份核验后方可注册成功，注册成功后用户信息除姓名和身份证号外均可修改。土地调查上报系统是客户端最主要的功能，用户登录成功后进入调查界面，填写土地调查信息，通过拍照或相册两种方式上传地块图片，方便管理人员更好的确认被占用地块的用地类型，以采取相应的解决措施。用户可选择“自动标绘”或“手动标绘”两种方式来获得地块的位置信息。其中“自动标绘”通过GPS或基站定位，每隔一定时间或一定距离采集一次点位信息，“手动标绘”主要针对用户无法直接到达的地块，通过在地图上标记点位描绘出目标地块的范围，用户需选区足够的点位以确保采集地标的准确性。调查信息全部填写完毕后点击“上传”按钮，客户端将信息打包存入服务器端的数据库中。调查记录管理系统记录了所有用户上传的土地调查信息，管理者可通过此系统查看各种土地占用现象，可以获得调查者的身份信息和目标地块区域的照片以及坐标信息；信息上传者可查看已上报信息的处理情况。其中，调查区域的手动标绘和自动标绘界面如图1所示，用户可实现更改地图类型及地图缩放等基本操作。

图1 调查区域的手动标绘和自动标绘

4 结束语

本文针对国土资源调查领域遇到的数据快速采集等问题，设计并实现了基于Android系统的土地实时调查客户端，实现用户登录与注册、被占用目标地块信息编辑与上报以及调查记录查看与管理三大功能。客户端调用天地图API，通过GPS/基站实现设备定位，并结合地图纠偏技术提高地块信息采集精度，使用Android API实现地物拍照和信息存储等功能。通过调用Web服务，将客户端与服务器联系起来，实现数据上传和下载功能，将土地资源调查机制简洁化，使广大群众能够参与到土地资源调查工作中去，减少土地管理相关部门工作量，提高工作效率。