刘硕 王星东

摘 要：传统外业调绘纸质地图存在携带不便、编辑与采集信息不精确和内业转绘工作容易出错等问题。为避免这些问题，本文基于Android设计了一种外业调绘系统。该系统采用分层架构，通过ArcGIS提供的API和Android接口，实现了地图数据与业务数据的统一管理。本系统主要包括登录、地图浏览、外业信息采集、要素查詢、辅助采集和数据导出等功能。经实践表明，该系统可有效提高外业工作效率。

关键词：分层架构;外业调绘;ArcGIS;Android

中图分类号：TP31文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）32-0021-02

Design and Implementation of Android-based Field Mapping System

LIU Shuo WANG Xingdong

（College of Information Science and Engineering， Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： In the traditional field， the paper mapping is inconvenient， the editing and collecting information is inaccurate， and the internal transfer work is easy to make mistakes. To avoided these problems， this paper designed a field mapping system based on Android. The layered architecture realized the unified management of map data and business data through the API and Android interface provided by ArcGIS. The system mainly included functions such as login， map browsing， field information collection， element query， auxiliary collection and data export. The practice showed that the system could effectively improve the efficiency of field work.

Keywords： hierarchical architecture;field mapping;ArcGIS;Android

随着我国经济快速发展，各行业对地理信息的需求不断提高，各种数字摄影测量应用程序应运而生[1]。近年来，出现了大量以平板电脑为载体平台的野外调绘系统，例如，超图公司开发的野外专业数据采集系统、3S一体化外业调查专业软件和矿山监测外业调查软件，这3款软件目前在电力巡查、国土资源普查和外业调绘等领域被广泛应用[2，3]。Mapping Genius（测图精灵）是南方测绘仪器公司自主开发的一款移动GIS软件，不仅可以进行野外调绘，而且支持成图一体化，测图精灵软件为内外业一体化设想提供了参考[4]。

本文所设计的外业调绘的优化方案，将移动GIS技术、通信技术与定位技术进行了融合，具备工程管理、地图浏览、要素编辑、多媒体采集、要素查询、辅助采集和数据导出等功能，是一种全新的外业调绘系统。

1 外业调绘系统设计

1.1 需求分析

本系统能够使外业人员更加高效便捷地进行调绘作业，减轻外业信息采集劳动强度，保证外业信息采集与内业数据处理有效，主要包括以下内容。

第一，将初始化工程文件导入手机SD卡存储，以便进行外业调绘使用，并且可以根据需要进行修改和删除。

第二，能够直接对测绘区域进行操作，包括图层显示隐藏、透明度设置、地图漫游、底图复位以及大数据量遥感影像缩放浏览。

第三，可以实时进行要素信息编辑，保证外业人员更加便捷地进行外业作业。

第四，支持图片采集，并且可以在采集图片上进行修改。此外，还支持音频、视频等多媒体方式采集信息，便于内业人员处理。

除了上述功能外，本系统还具有长期保存和查询外业信息、实时定位以及矢量数据采集与导出等功能。

1.2 系统架构

外业调绘系统主要是为外业调绘人员开发的一款多功能调绘软件。该系统基于Android操作系统，可安装在Android平板电脑或智能手机上，由系统层、数据层、中间层以及表现层等部分组成。

1.2.1 系统层。外业调绘系统基于Android操作系统，具有开源性、功能强大和集成定位等优势，所以外业调绘系统以Android平板电脑为载体，选择谷歌公司的开源工具Android Studio进行源代码编写。

1.2.2 数据层。数据层是对系统运行所需要的业务图层、基础底图、多媒体文件等数据进行管理和存储。在外业调绘中，需要将业务图层和基础底图命名后存储在SD卡特定工程文件夹中，而采集到的多媒体文件存储在SD卡多媒体文件夹中，采集的属性数据保存在业务图层中。

1.2.3 中间层。中间层在整个软件架构中起着承上启下的作用，对上连接表现层，对下连接数据层，主要包括Android data Interface、GPS Interface、Multimedia interface和ArcGIS Runtime SDK for Android等开发工具包。使用这些接口，可以不用考虑软件与操作系统的交互，使开发人员专心于软件开发。

1.2.4 表现层。表现层在中间层之上，包括工程管理、地图浏览、要素编辑、多媒体采集、要属查询、辅助采集和数据导出等功能。表现层与用户直接进行接触，完成野外调绘任务。

2 外业调绘系统开发

本系统主要包含图层管理、外业数据采集以及相关属性信息查询等功能，并通过辅助采集进行外业作业处理，在数据导入完成并且成功登录后，直接在平板上进行相关作业。本文所设计的外业调绘运行状态良好，且操作界面友好。

2.1 地图浏览

地图浏览包含加载业务图层、基础底图、调节图层透明度和图层缩放等功能。图层列表中有“全部打开”或者“全部关闭”按钮，每个图层左边也有一个选择框，外业人员根据需要打开或者关闭图层;每个图层右边有一个选择按钮，可控制图层透明度;图層的缩放通过双击或者手势进行操作。

2.2 要素编辑

要素编辑可以为外业调绘提供要素及其属性添加、修改、删除等服务。点击系统中“要素编辑”按钮，选择点要素，在地图添加点，长按屏幕出现放大镜时选择需要添加的点要素，出现“要素编辑工具”与“多媒体工具”;点击“属性”按钮，弹出属性编辑界面，选择某一项点击输入（输入时可以选择拼音输入、语音输入等），输入完成后点击“确定”按钮，完成要素编辑。

2.3 外业数据采集

点击需要测绘区域进行外业信息采集，首先选择要素模板，新增要素，可以根据需要对要素数据进行修改和删除;其次，在修改要素属性时，不仅支持拼音输入、手写输入等，也可以通过语音输入来完成。在要素采集过程中，常见的是图片采集。为了更好地说明要素属性信息，可以直接在图片中进行修改。另外，还可以通过音频和视频等多媒体方式来获取要素属性描述，更加直观地展现要素的属性。

2.4 要素查询

外业人员发出属性查图请求，在查询界面输入关键字，请求进行查询;在结果界面查询并显示，根据需要点击某一结果，该结果会在图层中高亮显示。外业人员发出图查属性请求时，点击图层中要素，会得到该要素相关属性。

2.5 辅助采集

辅助采集是GIS系统常见功能，其目的是更好地帮助外业人员进行信息采集。外业人员发出辅助采集请求，系统会弹出辅助采集工具界面，根据需要依次点击“获取坐标”“量算长度”和“量算面积”辅助采集按钮，获得相应坐标、长度、面积等信息。当线段长度超过1 000m时，系统会将单位自动换算成千米;而测量面积超过100万m2时，系统也会将单位自动换算成平方千米。

3 结论

本文所设计的外业调绘系统采用分层架构，增强了软件加载、处理地图能力，实现了“高内聚、低耦合”功能;同时，采用组件式开发框架，使模块开发从基础开发中剥离出来，如果软件系统需要扩展，只需要进行模块开发即可，大大提高了软件可扩展性。本软件具备加载多种格式地图、语音输入、图片涂鸦等功能，可以大幅度提高外业信息采集效率，具有一定的实践性和可用性，但仍需要对该系统界面和功能进一步完善和改进。

参考文献：

[1]田文文.基于自发地理信息的空间数据变化发现与更新方法研究[D].武汉：武汉大学，2013.

[2]李海峰，付艳利.电子平板数字调绘系统在基础测绘中的应用研究[J].测绘与空间地理信息，2017（5）：71-72.

[3]王斌.基于Qt for Android的移动GIS应用开发与研究[D].郑州：郑州大学，2016.

[4]胡志定.面向数字摄影测量的遥感影像压缩技术的研究[D].郑州：中国人民解放军信息工程大学，2010.