基于PDA和GIS技术的土地执法动态巡查信息采集系统实现

【前言】基于PDA和GIS技术的土地执法动态巡查信息采集系统实现由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。一、系统设计 系统主要实现巡查信息的采集、编辑和实时传输,其中巡查信息包括空间信息和属性信息。空间信息包括土地界址点坐标、矢量化的地类块斑图和行政区划图、巡查区域遥感影像图等;属性信息包括土地基本信息、土地登记信息、土地权属及用户信息、土地变更描述信...

摘 要: 运用先进的移动设备和GIS技术提高土地执法动态巡查工作效率、覆盖范围、巡查频率,对于加大动态巡查工作力度、加大土地执法力度乃至遏制违法用地十分必要。本文主要对土地执法动态巡查信息采集系统移动端的设计和实现方法进行了论述,详细分析了系统功能设计、数据组织与数据结构设计、系统关键技术和系统实现方法。基于上述分析实现了基于pda和gis技术的土地执法动态巡查信息系统的构建。

关键词: PDA; GIS; 土地执法; 动态巡查

中图分类号: P208 文献标识码: A 文章编号:1009-8631(2010)04-0180-02

土地是宝贵的自然资源,是人类赖以生存和发展的重要生产资料,是国民经济建设的载体,做好国土资源执法监察(特别是违法用地的查处)工作是维持国民经济建设正常秩序的有效保障[1]。土地执法动态巡查是国土资源执法监察工作的重要内容,是预防和及时制止土地违法行为发生和降低发案率最为有效的手段,也是成本最低的执法措施。运用先进的移动设备和移动GIS技术提高动态巡查工作效率、覆盖范围、巡查频率,对于加大动态巡查工作力度、加大土地执法力度乃至遏制违法用地十分必要。

随着计算机技术和网络技术的发展,面向专业应用的多功能个人掌上电脑(PDA)受到越来越多的关注,并开始在各个专业领域得到应用。随着硬件性能的提升和支持移动设备的操作系统智能化程度的提高,越来越多的PDA支持多源数据的无线网络传输、GPS差分定位、数码照片采集和基于应用程序接口的二次开发。采用多功能移动设备,通过基于移动GIS平台(如ESRI ArcPAD)的二次开发,可以构建满足国土资源执法监察工作中土地执法需求的信息采集与传输软件系统。

一、系统设计

系统主要实现巡查信息的采集、编辑和实时传输,其中巡查信息包括空间信息和属性信息。空间信息包括土地界址点坐标、矢量化的地类块斑图和行政区划图、巡查区域遥感影像图等;属性信息包括土地基本信息、土地登记信息、土地权属及用户信息、土地变更描述信息等。

(一)数据组织与数据结构设计

针对系统的特点,数据主要包括辅助土地调查的基础地理数据、调查后获取的巡查数据和与服务器数据库交换的数据。基础地理数据是预先存储在移动设备上的矢量化的专题图和遥感影像;巡查数据是调查人员在巡查过程中产生的数据;交换数据主要是用于移动端与服务器端进行传输的数据。

为实现系统对各种数据的统一标准化管理,所有的空间矢量数据均采用ESRI ShapeFile格式存储,所有的属性数据均以DBF格式存储,而数据交换以XML文档作为载体。

(二)系统功能结构设计

土地执法动态巡查信息采集系统主要用来完成土地执法巡查中的信息采集、编辑和上传工作,根据具体的需要移动端包括地图和遥感影像图显示浏览模块、GPS设置模块、土地调查数据采集模块、查询定位模块、已存数据管理模块、网络通信模块和系统维护模块。系统主要功能模块结构如图1所示。

地图和遥感影像图显示浏览模块针对辅基础地理数据进行设计,是系统运行的基础。通过GIS二次开发实现对预存地图和遥感影像图的显示浏览,并可对其进行放大、缩小、平移、属性查询、简单编辑等操作。在进行土地调查前,要将待调查对象在地图和遥感影像图上的位置显示在系统窗口中。

GPS设置模块是对移动设备自带GPS模块的初始化,初始化后的GPS模块可以获取差分服务和进行点位采集。

土地调查数据采集是系统核心功能之一,包括空间数据采集和属性信息采集。空间数据通过GPS采集,主要是对点、线、面类型空间要素的采集,如采集土地界址点坐标并通过界址点的连接生成连接边和土地块斑图。属性数据通过调查人员手工录入的方式获取。

查询定位模块嵌套在数据采集模块中,主要通过GPS获取巡查人员当前位置并在当前地图和遥感影像图上进行显示,并能通过导航帮助巡查人员快速到达待调查土地的位置。

已存数据管理模块主要针对移动设备存储介质上已有的调查数据和从服务器端下载的调查数据进行编辑,并可重新上传至服务器。提供按编号选择要操作的调查数据和从地图选择要操作的调查数据两种数据访问方式。

网络通信模块实现基于无线网络通信的移动端和服务器端的数据传输。本系统采用CDMA无线通信技术,CDMA 允许所有的使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz),并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞的问题。

系统维护模块是为了清除系统运行中发生的故障和错误,软、硬件维护人员可对系统进行必要的修改与完善。为了使系统适应用户环境的变化,满足新的应用需要,也可对原系统做局部的功能更新。

二、系统工作流程

系统工作流程主要包括四个部分:从服务器下载最新的基础地理数据及审批数据;GPS导航定位功能引导巡查人员到达待调查地块;现场通过GPS实现地块空间信息采集,并录入相关属性信息;通过采集信息与审批信息的对比分析进行土地合法性检查,并记录检查结果,通过无线网络上传调查数据。其具体工作流程如图2所示。

三、系统关键技术

(一)数据存储模型

数据模型描述了地理实体与地理实体之间的关系。数据模型的好坏直接影响到空间数据库的数据查询、检索的方式、速度和效率。动态巡查信息采集系统中,作为地理实体的是一次调查任务。它包括发生变化的时间、地理对象的空间、属性信息等。一次调查任务的核心是进行地理信息的采集。以往调查时,作为属性信息的询问信息和作为空间信息的地块坐标信息分别使用不同的方式获取、记录,有可能出现空间信息和属性信息不对应的情况。并且,由于使用不同的存储方式,在进行查询时往往带来很大的困难,在管理和统计上也会出现混乱。

系统作为信息采集一体化设备,应该具备在进行调查时,空间信息和属性信息同时获取、存储,能方便的进行查询、修改等的操作。

(二)移动GIS

本系统采用移动GIS管理土地执法动态巡查中的各种空间信息,包括底图、高分辨率遥感数据、土地利用现状、土地利用规划数据、嫌疑违法用地调查与测量数据等。它使得土地执法动态巡查人员一机在手即可方便地查看相关信息,通过了解现场情况,发现嫌疑违法用地,并实施调查,实施数字化采集信息。

(三)基于无线互联网的差分GPS定位

GPS具有定位的高度灵活性和高精度、快速度、提供3维坐标、全天候作业、操作简便以及全球连续覆盖等特点,已成为获取现势空间数据的重要手段,也广泛应用于资源调查和空间定位数据的采集[2]。本系统采用了能接受、处理通过无线互联网的差分GPS改正数的手持设备,实现了快速、高精度定位,达到了土地执法动态巡查对定位技术的实用化要求。同时,该系统也实现了GPS定位数据与地图数据的集成使用,使定位作业得以可视化,无需专业技术人员,普通土地巡查员可以方便地使用该项技术,得到高精度、可靠的测量成果。

(四)基于XML和Web Service的调查数据实时提交

本系统采用XML和Web Service技术,通过基于CDMA的无线互联网实时提交案例调查结果,结合服务器端的相关服务,使得最新的调查案例在第一时间进入国土资源执法数据库,迅速启动案例调查、处理后续工作,提高内外业一体化程度,加速案件调查进度,缩短案件处理周期。

四、系统实现

本系统基于多功能PDA和移动GIS平台的二次开发实现。

PDA选用专业型多功能GPS接收机,其内置数码相机可以直接采集GIS的影像信息,该影像信息是作为属性之一和点位配套存储,无需再人工进行编辑。接收机采用GPS+GLONASS双星系统模式,收到的卫星数更多,差分结果精度较高。集成了蓝牙功能,USB接口,串口,SD卡可扩展内存,可通过ActiveSync软件与桌面系统同步。

PDA采用Windows CE .Net 5.0操作系统,基础开发平台为Microsoft visual 2005,移动GIS平台为ESRI ArcPAD。

通过PDA与CDMA无线网络通信模块的连接实现差分GPS服务的获取和数据稳定、快速的传输。

基于上述软硬件平台和上节中关键技术的实现,完成土地执法动态巡查信息采集系统的构建。

五、结语

通过实地巡查、卫星影像判读等手段,结合GIS、GPS等新技术的土地监察管理系统,已经在经济和科技发达地区开始试用,并开展了卓有成效的工作[3]。本文对基于PDA和移动GIS技术的土地执法动态巡查信息采集系统的体系结构、功能模块和关键技术进行了分析和研究,通过制定合理的技术方案实现了系统的构建。土地执法动态巡查信息采集系统大大减少土地执法巡查人员的工作量,保证巡查结果实时上传至服务器,便于审查部门及时了解土地执法情况并做出审查结果,在很大程度上提高了工作效率,基本满足土地执法的需要。

参考文献:

[1] 潘骁骏,李京,岳建伟等.基于PDA的嵌入式土地执法系统的设计与实现[J].测绘科学,2008.33:142.

[2] 尤淑撑,刘顺喜.GPS在土地变更调查中的应用研究[J].测绘通报, 2002(11):1.

[3] 朱国宾,熊欢欢,王培刚.面向服务架构的土地执法巡查实时系统实现[J].地理空间信息,2008.6(6):1.