浅谈电子调绘系统在地理国情普查外业核查中的应用

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  【摘 要】 外业核查是地理国情普查工作的重要组成部分,外业核查工作效率与我们核查工作所使用的装备先进程度有着直接联系。本文主要从提高外业核查工作效率的电子调绘系统,来阐述电子调绘系统在地理国情普查中发挥的重要作用。
  【关键词】 电子调绘系统;地理国情;外业核查
  1、 引言
  在地理国情普查外业调绘日常工作中,经常用到影像与空间属性数据。而影像与空间属性面临着时效性和区域性的问题。以往在利用这些数据时,总是依托于纸质载体,不仅作业前的打印工作量巨大,野外的使用、后期的扫描成图入库及图件管理,都会导致工作量巨大;同时,这些资源载体还存在无法重复利用的问题。随着电子产品、3G等技术的发展,电子化信息化手段逐渐适应和取代常规生产资料、作业方式,成为全面贯彻技术创新、引领科技武装生产的引路石。
  2、地理国情概況
  地理国情普查项目中的地理国情普查数据、地理国情信息遥感解译样本数据生产都涉及外业核查工作。 地理国情普查数据,包括地表覆盖分类数据和地理国情要素数据两类数据。1)地表覆盖分类数据:按照《地理国情普查内容与指标(试行稿)》中前10类覆盖类型(编码为01-10)的要求,对地表覆盖物进行分类采集形成的数据,以栅格方式存储与提交。2)地理国情要素数据:按照《地理国情普查内容与指标(试行稿)》的要求,针对需要以地理要素形式表示的道路、水体、构筑物、地理单元及界线4类采集形成的数据,以矢量方式存储与提交。
  地理国情信息遥感解译样本数据,在外业调查核查阶段或通过其他途径实地采集获得的有助于遥感解译识别的样本数据,包括高质量、具有位置参数并能反映地面一定范围自然景观的实地照片、对应地点的高分辨率遥感影像实例以及相对应的文字说明。
  针对地理国情普查数据,内业偏向于影像上的信息提取和综合,外业强调属性信息调查与室内成果验证,二者相辅相成,既保证调查与测量成果客观综合,又保证成果精确统一。为了达到内外业一体化成图、降低劳动强度、提高生产效率等考虑,外业核查电子调绘系统的引入将起到很好的作用。
  3、 电子调绘系统发展现状
  类似PDA电子调绘的系统比较多,如调绘宝、TopPDA、地调之星、综合判调系统等,这些系统难于达到地理国情外业核查使用方便、满足规模化生产作业的要求,不能对大数据量的影像自动漫游、跟踪和导航等操作。同时,显示屏幕太小,在外业核查过程中使用起来需要配合纸质影像进行。外业调绘数据与内业需求数据之间需要清绘、导入、转换等过程后才能使用,一体化程度不高。
  基于平板电脑的Geoway Fielder电子调绘系统,除了IT技术外,集合了测绘所有的基本专业知识,将人、软件、硬件、影像、GPS五方面因素融合互补形成一体。Fielder电子调绘系统作为GEOWAY产品家族的新成员,不同于以往纸质方式的清绘转绘或“PDA+电脑清绘”等方式的电子调绘,能够最大限度地满足内外一体化数据生产要求。
  4、电子调绘系统在地理国情普查中应用的可行性分析
  电子调绘系统是基于WindowsMobile系统,支持GPS模块,电子罗盘、200万以上像素自动对焦摄像头的PDA上设计与实现具有记录野外调绘核查轨迹、地表覆盖分类核查、地理国情要素调绘、遥感解译样本数据采集的地理国情外业调绘核查系统。
  平板电脑技术已经成熟,目前市面上销售的主流平板电脑尺寸均在7寸以上,其强大的数据处理和图形编辑功能使测量内外业一体化成为现实。 电子调绘系统采用 ArcGIS9.3 开发平台,ArcGIS9.3是ESRI公司的一个地理信息系统平台,其应用程序由4个重要部分组成:桌面GIS软件(Desktop GIS)、服务器GIS软件(Server GIS)、嵌入式GIS软件(Embedded GIS)和移动GIS软件(Mobile GIS)。
  去年我队在和林格尔县地理国情普查项目试生产中试用后效果非常理想,满足野外调绘的工作需求,大大提高了成图质量和外业调绘的作业效率,减轻了外业劳动强度。目前该系统在地理国情普查外业核查方面取得了广泛应用,前景十分看好。
  5、地理国情外业核查的技术流程
  外业核查的主要工作分为:外业核查底图制作、外业调查与核查、内业数据整理与质量检查等基本技术流程。
  底图制作:内业在对资料信息进行分类与判译提取的基础上,基于正射影像,叠加空间专题信息、判读解译成果等信息,对矢量数据配置符号,并按要求对国情要素的名称、属性进行标注,制作成外业核查工作底图。
  调查与核查:利用外业调查与核查工作底图,对内业分类与判译的国情要素进行确认,以及对内业工作中无法确定的国情要素实体的边界和属性进行标注、修改,采用图上标绘和填写调查表格相结合形式开展实地核实确认和补调。
  数据整理与质量检查:对外业调查与核查成果进行整理,根据外业调查成果对各数据层进行编辑、修改,形成普查成果数据。对普查成果进行检查,经修改形成最终成果数据。
  6、电子调绘系统的主要功能
  根据国情核查技术流程,在外业核查调绘过程中对电子调绘系统功能需求进行整理分类,具体功能模块设计如下:
  (1)外业核查底图支持模块:由于国情核查外业主要是DOM、DLG等数据进行叠加后进行调绘工作,调绘系统必须实现支持大数据量影像数据的加载、显示、漫游、隐藏与无极放大缩小漫游,同时支持内业判绘矢量数据的加载、套合、显示与隐藏等功能。
  (2)内外业数据的无缝衔接模块:国情监测数据影像都比较大,数据类型比较复杂,因此,系统必须拥有强大的数据交换功能,能够支持多种内业软件平台和数据调绘系统数据成果的兼容,保证数据组织和数据结构的完整性;确保内业采编数据与外业核查数据是同一套数据,无需进行数据交换就可以形成数据成果,实现同一套生产平台、同一套数据作业方案、同一套符号库、同一套数据成果。   (3)外业核查符号库模块:在总结原有1∶5万、1∶1万基础调绘项目外业调绘经验的基础上,结合国情要素核查方案制定详细的外业核查作业方案,形成一套满足地理国情所有要素外业核查绘制的符号库,方便外业核查使用与标绘注记。
  (4)国情要素实体的边界和属性处理工具模块:图形采集编辑工具多样、便捷、易操作。实现线划地形图新增或丢漏地物的快速采集补绘,提供精确捕捉功能;支持图形线划的编辑以及内业测图图形的错误修改;实现属性的快速录入及属性的增、删、改,属性字词库、拼音/手写等方式实现高效快速的属性录入:针对外业定性的属性录入提供屬性子词库选择、拼音/手写输入属性、属性视图批量输入、图像录音关联输入等;属性视图批量输入。
  (5)图上标绘相关功能模块:外业快速涂鸦模式,如同传统纸质调绘方式,直接用辅助笔在平板电脑上进行图形、属性以及地物类符号的快速标识,缩短外业作业时间;符号快捷菜单将常用符号合理分布于软件界面,方便使用;内业整理编辑模式,将外业标识的注记、符号、图形通过快捷方便的编辑整理工具,实现外业信息数字化。
  (6)拍照图像和录音与空间数据关联输入模块:由于地理国情普查数据要求必须采集地理国情信息遥感解译样本数据,因此,电子调绘系统必须满足实时采集外业景观数据、录音与空间数据关联输入并存储。
  (7)GPS定位补测模块:外业补测、补调是地理国情外业核查工作的重要部分。利用集成在平板电脑中的GPS,实现GPS坐标与影像、矢量数据坐标跟踪匹配与显示,便于作业员准确定位作业位置,支持GPS WGS84经纬度坐标与DLG数据平面地理坐标的相互转换,全方位保障外业核查数据精度和数据质量与套合准确度。
  (8)强光下的外业场景模式控制模块:平板电脑在强光下矢量和影像数据清晰可见。支持作业场景/全图、全屏/非全屏、放大、缩小、漫游等等模式的自由切换。实时符号化显示,适应外业场景的要求。
  7、电子调绘系统的优点
  传统外业调绘作业方式是以纸制地图或相片作为工作底图作业,进行外业调绘前需要在内业进行充分的准备,将准备好的各种数字形式的测绘产品打印成纸图或冲洗成相片供外业人员使用。外业人员携带工作底图及相关的辅助资料进行外业作业。与传统纸质或相片调绘比较电子调绘系统有如下优点:
  (1) 无需进行图纸、相纸的打印;
  (2) 无需图纸清绘工序;
  (3) 无需内业数据采集工序;
  (4) 电子调绘数据易于自动化批量处理,提高生产效率(系统完全针对实际作业需要,已经在我队试点项目中进行大量应用。据不完全测算,生产效率比传统调绘提高至少40%以上);
  (5) 电子调绘系统具有拍照图像和录音、GPS定位补测、边界及属性处理等优点。
  8、结束语
  平板电脑是当代计算机发展的一个方向,其便捷性和较强数据图形处理功能满足测量内外业一体化的需求,而相对测量即测即用的行业要求,平板电脑是目前外业测量终端的合适选择,为测量技术的自身发展提供硬件支撑,同时与网络技术及地理信息系统结合延伸了测量专业在各行业中的价值,加速了测量成果转换为现实需求的速度,对测量数据的生产模式也产生了质的变化。
  电子调绘技术是测绘技术手段,也是地理国情普查必不可少的保证。快速发展的现代测绘技术和测绘部门长期积累的大量地理国情信息,为开展地理国情普查奠定了良好基础,提供了强有力的支持配合,共同推动地理国情普查这项利国利民的工作取得良好实效。
  参考文献:
  [1]第一次全国地理国情普查实施方案.国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室
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  [4]李巍. 浅谈测量内外业信息一体化[J] . 煤炭技术, 2004,(8)
  [5]中国土地勘测规划院.我国土地调查评价信息化建设回顾与展望.2004
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