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摘 要: 運用先進的移動設備和GIS技術提高土地執法動態巡查工作效率、覆蓋範圍、巡查頻率,對於加大動態巡查工作力度、加大土地執法力度乃至遏製違法用地十分必要.本文主要對土地執法動態巡查信息采集係統移動端的設計和實現方法進行了論述,詳細分析了係統功能設計、數據組織與數據結構設計、係統關鍵技術和係統實現方法.基于上述分析實現了基于PDA和GIS技術的土地執法動態巡查信息係統的構建.

關 鍵 詞 : PDA, GIS, 土地執法, 動態巡查

中圖分類號: P208 文獻標識碼: A 文章編號:1009-8631(2010)04-0180-02

土地是寶貴的自然資源,是人類賴以生存和發展的重要生產資料,是國民經濟建設的載體,做好國土資源執法監察(特別是違法用地的查處)工作是維持國民經濟建設正常秩序的有效保障[1].土地執法動態巡查是國土資源執法監察工作的重要內容,是預防和及时製止土地違法行為發生和降低發案率最為有效的手段,也是成本最低的執法措施.運用先進的移動設備和移動GIS技術提高動態巡查工作效率、覆蓋範圍、巡查頻率,對於加大動態巡查工作力度、加大土地執法力度乃至遏製違法用地十分必要.

隨著計算機技術和網絡技術的發展,麵向專業應用的多功能個人掌上電腦(PDA)受到越來越多的關注,並開始在各個專業領域得到應用.隨著硬件性能的提升和支持移動設備的操作係統智能化程度的提高,越來越多的PDA支持多源數據的無線網絡傳輸、GPS差分定位、數碼照片采集和基于應用程序接口的二次開發.采用多功能移動設備,通過基于移動GIS平台(如ESRI ArcPAD)的二次開發,可以構建滿足國土資源執法監察工作中土地執法需求的信息采集與傳輸軟件係統.

一、係統設計

係統主要實現巡查信息的采集、編輯和實時傳輸,其中巡查信息包括空間信息和屬性信息.空間信息包括土地界址點坐標、矢量化的地類塊斑圖和行政區劃圖、巡查區域遙感影像圖等,屬性信息包括土地基本信息、土地登記信息、土地權屬及用戶信息、土地變更描述信息等.

(一)數據組織與數據結構設計

針對係統的特點,數據主要包括輔助土地調查的基礎地理數據、調查後獲取的巡查數據和與服務器數據庫交換的數據.基礎地理數據是預先存儲在移動設備上的矢量化的專題圖和遙感影像,巡查數據是調查人員在巡查過程中产生的數據,交換數據主要是用於移動端與服務器端進行傳輸的數據.

為實現係統對各種數據的統一標準化管理,所有的空間矢量數據均采用ESRI ShapeFile格式存儲,所有的屬性數據均以DBF格式存儲,而數據交換以XML文檔作为載體.

(二)係統功能結構設計

土地執法動態巡查信息采集係統主要用來完成土地執法巡查中的信息采集、編輯和上傳工作,根據具体的需要移動端包括地圖和遙感影像圖顯示瀏覽模塊、GPS設置模塊、土地調查數據采集模塊、查詢定位模塊、已存數據管理模塊、網絡通信模塊和係統維護模塊.係統主要功能模塊結構如圖1所示.

地圖和遙感影像圖顯示瀏覽模塊針對輔助性基礎地理數據進行設計,是係統運行的基礎.通過GIS二次開發實現對預存地圖和遙感影像圖的顯示瀏覽,並可對其進行放大、縮小、平移、屬性查詢、簡單編輯等操作.在進行土地調查前,要將待調查對象在地圖和遙感影像圖上的位置顯示在係統窗口中.

GPS設置模塊是對移動設備自帶GPS模塊的初始化,初始化後的GPS模塊可以獲取差分服務和進行點位采集.

土地調查數據采集是係統核心功能之一,包括空間數據采集和屬性信息采集.空間數據通過GPS采集,主要是對點、線、麵類型空間要素的采集,如采集土地界址點坐標並通過界址點的連接生成連接邊和土地塊斑圖.屬性數據通過調查人員手工錄入的方式獲取.

查詢定位模塊嵌套在數據采集模塊中,主要通過GPS獲取巡查人員当前位置並在当前地圖和遙感影像圖上進行顯示,並能通過導航幫助巡查人員快速到達待調查土地的位置.

已存數據管理模塊主要針對移動設備存儲介質上已有的調查數據和從服務器端下載的調查數據進行編輯,並可重新上傳至服務器.提供按編號選擇要操作的調查數據和從地圖選擇要操作的調查數據兩種數據訪問方式.

網絡通信模塊實現基于無線網絡通信的移動端和服務器端的數據傳輸.本係統采用CDMA無線通信技術,CDMA 允許所有的使用者同時使用全部頻帶(1.2288Mhz),并且把其他使用者發出的訊號視為雜訊,完全不必考虑到訊號碰撞的問題.

係統維護模塊是為了清除係統運行中發生的故障和錯誤,軟、硬件維護人員可對係統進行必要的修改與完善.為了使係統適應用戶環境的變化,滿足新的應用需要,也可對原係統做局部的功能更新.

二、係統工作流程

係統工作流程主要包括四個部分:從服務器下載最新的基礎地理數據及審批數據,GPS導航定位功能引導

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巡查人員到達待調查地塊,現場通過GPS實現地塊空間信息采集,並錄入相關屬性信息,通過采集信息與審批信息的對比分析進行土地合法性檢查,並記錄檢查結果,通過無線網絡上傳調查數據.其具体工作流程如圖2所示.

三、係統關鍵技術

(一)數據存儲模型

數據模型描述了地理實體與地理實體之間的關係.數據模型的好壞直接影響到空間數據庫的數據查詢、檢索的方式、速度和效率.動態巡查信息采集係統中,作为地理實體的是一次調查任務.它包括發生變化的時間、地理對象的空間、屬性信息等.一次調查任務的核心是進行地理信息的采集.以往調查時,作为屬性信息的詢問信息和作为空間信息的地塊坐標信息分別使用不同的方式獲取、記錄,有可能出現空間信息和屬性信息不對應的情況.并且,由於使用不同的存儲方式,在進行查詢時往往帶來很大的困難,在管理和統計上也會出現混亂.

基於PDA和GIS技術的土地執法動態巡查信息采集係統實現參考屬性評定
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係統作为信息采集一體化設備,應該具備在進行調查時,空間信息和屬性信息同時獲取、存儲,能方便的進行查詢、修改等的操作.


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(二)移動GIS

本係統采用移動GIS管理土地執法動態巡查中的各種空間信息,包括底圖、高分辨率遙感數據、土地利用現狀、土地利用規劃數據、嫌疑違法用地調查與測量數據等.它使得土地執法動態巡查人員一機在手即可方便地查看相關信息,通過了解現場情況,發現嫌疑違法用地,並實施調查,實施數字化采集信息.

(三)基于無線互聯網的差分GPS定位

GPS具有定位的高度靈活性和高精度、快速度、提供3維坐標、全天候作業、操作簡便以及全球連續覆蓋等特點,已成为獲取現勢空間數據的重要手段,也廣泛應用於資源調查和空間定位數據的采集[2].本係統采用了能接受、处理通過無線互聯網發布的差分GPS改正數的手持設備,實現了快速、高精度定位,达到了土地執法動態巡查對定位技術的實用化要求.同時,該係統也實現了GPS定位數據與地圖數據的集成使用,使定位作業得以可視化,無需專業技術人員,普通土地巡查員可以方便地使用該項技術,得到高精度、可靠的測量成果.

(四)基于XML和Web Service的調查數据实時提交

本係統采用XML和Web Service技術,通過基于CDMA的無線互聯網實時提交案例調查結果,結合服務器端的相關服務,使得最新的調查案例在第一時間進入國土資源執法數據庫,迅速啟動案例調查、处理後續工作,提高內外業一體化程度,加速案件調查進度,縮短案件处理周期.

四、係統實現

本係統基于多功能PDA和移動GIS平台的二次開發實現.

PDA選用專業型多功能GPS接收機,其內置數碼相機可以直接采集GIS的影像信息,該影像信息是作为屬性之一和點位配套存儲,無需再人工進行編輯.接收機采用GPS+GLONASS雙星係統模式,收到的衛星數更多,差分結果精度較高.集成了藍牙功能,USB接口,串口,SD卡可擴展內存,可通過ActiveSync軟件與桌麵係統同步.

PDA采用windows ces .Net 5.0操作係統,基礎開發平台為Microsoft visual studio.NET 2005,移動GIS平台為ESRI ArcPAD.

通過PDA與CDMA無線網絡通信模塊的連接實現差分GPS服務的獲取和數據穩定、快速的傳輸.

基于上述軟硬件平台和上節中關鍵技術的實現,完成土地執法動態巡查信息采集係統的構建.

五、結語

通過實地巡查、衛星影像判讀等手段,結合GIS、GPS等新技術的土地監察管理係統,已經在經濟和科技發達地區開始試用,並开展了卓有成效的工作[3].本文對基于PDA和移動GIS技術的土地執法動態巡查信息采集係統的體係結構、功能模塊和關鍵技術進行了分析和研究,通過製定合理的技術方案實現了係統的構建.土地執法動態巡查信息采集係統大大減少土地執法巡查人員的工作量,保證巡查結果實時上傳至服務器,便於審查部門及时了解土地執法情況並做出審查結果,在很大程度上提高了工作效率,基本滿足土地執法的需要.

參考文獻:

[1] 潘驍駿,李京,嶽建偉等.基于PDA的嵌入式土地執法係統的設計與實現[J].測繪科學,2008.33:142.

[2] 尤淑撐,劉順喜.GPS在土地變更調查中的應用研究[J].測繪通報, 2002(11):1.

[3] 朱國賓,熊歡歡,王培剛.麵向服務架構的土地執法巡查實時係統實現[J].地理空間信息,2008.6(6):1.


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