1.引言
随着我国经济增长和城市化的发展进程日益加快,城乡土地利用变化极为频繁,原有的土地利用资料已经不能适应新时期国土资源管理和经济建设对可持续发展的要求.运用GIS,RS,GPS等核心技术及时和准确的获取土地利用变更信息,建立土地利用数据库,对实现“以图管地”的土地资源管理机制,提高土地资源管理的科学性有着非常重要的意义:而土地利用基础图件与数据更新调查,是国土资源管理的一项基础性业务工作,旨在应用新技术,新方法,新机制,来加快土地利用调查进度,保持土地利用的实时性,为全面更新土地利用现状调查成果和建设土地调查制度体系提供基础信息。
在进行土地利用现状调查工作中,目前使用比较多的主要是“直接外业调绘法”,而在这种方法的具体实施中使用比较多的依然是传统的方式,以纸制地图作为工作的底图,用传统的方法进行实地的测量,然后把变更信息填写在调查表上!这种方法工作量大低,已经很难满足土地利用现状调查流程和精度要求,为了改变这种传统的外业调绘方法,本文探讨了基于PDA的移动GIS在土地利用数据建库中的应用,提出了基于PDA的土地变更调查数据采集系统的设计思想。
2.基于PDA的移动GIS在数据采集方面国内外的研究现状
现在先进的通讯技术使在野外实时的获取服务器上的数据和传输自身获取的数据成为可能,GPRS的永远在线和高速上网的特点,可随地获取和上传数据,保证了数据的实时更新。
GSMCAD 是美国地质调查局开发供内部使用的一种专门为野外地质填图及室内编图设计的微软视窗程序. 该软件在两种模式下使用GSMCAD ,以配合GPS 接收器进行野外数据采集.第一种模式可以与相应的说明文本相连或者一些数字照片相连. 第二种模式,观察结果仍旧记录在传统的野外笔记本上,观察点的位置以路线点的形式存储在GPS 接收器中.美国地质调查局1998 年开始转向正在兴起的PDA 市场、GPS 接收机和个人数字助理(PDA)在地质填图和地质构造数据采集上的应用研究。
ESRI 公司的ArcPad是ESRI 的GIS 软件家族的新成员.为用户提供了一种建立地理数据库的新途径———直接在野外进行.美国地质调查局现正着手该软件在地质调查应用的研究。
在国内,大多数的数据采集还都是把传统的记录在笔记本上的野外描述转换成数字系统,非常耗费时间, 容易产生错误, 也难以提高效率和精度.但是国内的超图公司也提出了自己的野外数据采集的解决方案-----eSuperMap。
3.基于PDA的土地变更调查数据采集系统的设计
3.1 系统需求
传统的野外数据采集方法都是通过回到室内整理野外采集的数据, 然后输入到数据库中, 或直接将大量的预先定义好格式的纸质表格的数据输入到数据库中的方式完成的。结合土地利用数据库建设项目来说,传统的土地入库工艺流程为:
野外调绘
图件扫描
扫描纠错
图形矢量化
点、线、面属性数据的录入
而这种传统的方法非常耗费时间,容易产生错误,也难以提高效率和精度。采用传统的方法获得的大量资料没有实现共享,造成了巨大的浪费与损失。这种传统的方法越来越不适应当今信息时代的要求,极大影响野外数据采集的效率和精度。
随着嵌入式移动GIS技术的飞速发展以及野外数据采集技术国内外的研究现状,特提出如下的野外数据采集解决方案。
开发一个基于PDA的,支持嵌入式移动数据库的,可以接受GPS定位数据的野外数据采集系统来代替传统的野外数据采集方法。
3.2 系统功能设计
功能模块是系统功能的执行单元,彼此之间相互独立。合理的模块规划有助于实现系统针对不同的应用的功能裁剪。
3.3系统数据库管理方式
随着移动计算时代的到来,嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。嵌入式系统和桌面GIS系统一样目前比较流行的数据库管理方式是对象—关系数据库管理方式,因此,该系统的数据库管理也引入了对象—关系数据库管理方式。该系统数据的最终组织方式是属性数据采用对象—关系数据库管理方式,即基于某个大型的数据库(这一思想也符合目前GIS系统发展的趋势);而空间图形数据的组织管理是基于文件格式进行管理的,这样就不依赖于任何数据库技术,可移植性比较好;对于接收的GPS定位数据,在该系统中是以文本的形式组织管理的。该系统的属性数据的组织管理选择了SQL Sever For Windows CE。它的数据库引擎大约占1.2—1.6M的磁盘空间。但是SQL CE已经能够执行大部分的SQL查询处理,支持大部分的查询语句,可以像使用SQL Sever 2000 用户接口那样使用SQL CE。SQL CE为移动计算应用做出了很多优化和取舍,大大加快了SQL 语句的执行速度,提高了在低CPU低内存的情况下的运行性能。而且,SQL CE能够和SQL Sever 2000 很好的配合,用户只要通过很少的代码就能实现移动数据库到服务器的数据同步
3.4 PDA与GPS的数据传输
PDA通过串口连接GPS,然后不断地接受GPS定位数据进行数据的采集,接收GPS数据时用一个字符串变量来串接存储不断从串口发送过来的数据,直至检测到回车符为止。检测回车符的方法是对某次接收到的字符串的每一个字符从左到右扫描检查。每检测到一个回车符表示接收了一次GPS数据,然后根据需要选择是否继续接收数据。然后我们从接收到的GPS数据中提取我们需要的数据,并对这些数据组织管理,从而完成野外数据的自动采集。
3.5 系统实现
本系统以超图公司的eSuperMap为平台,结合实际的应用需求,做开发定制。主要是用嵌入式开发环境EVC3.0结合eSuperMap提供的类库来完成的。
4.结论
介绍了嵌入式移动GIS系统的功能和特点,同时还介绍了野外数据采集技术在国内外的发展情况,实现了基于PDA的GIS与GPS技术的集成应用,为土地利用变更调查提出了新的解决方案,提高了土地利用数据建库的速度和精度。
在科技快速发展的今天,嵌入式产品将会越来越多地被广泛应用。我们相信,只要遵循嵌入式产品的开发规律,适应市场的需求,就一定能开发出越来越多的嵌入式产品。
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