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基于数字调绘的地理国情普查外业调绘系统研究及实现

The Research and Realization of Geographical Conditions Outside Annotation System Based on Digital Annotation LIANG Bin, YING Guo-wei , HE Xin, WU Si,CHEN Xiao-ping (The Third Surveying and Mapping Engineering Institute of Sichuan Pro...

作者:梁 彬,应国伟,何 鑫,吴 思,陈小平来源:2014测绘学会|2014年12月28日

The Research and Realization of Geographical Conditions Outside Annotation System Based on Digital Annotation

LIANG Bin, YING Guo-wei , HE Xin, WU Si,CHEN Xiao-ping

The Third Surveying and Mapping Engineering Institute of Sichuan Province, Chengdu 610500,China

AbstractThis paper analyzes the advantages and disadvantages of traditional and digital annotation, proposes a digital annotation implementation plan of geographic conditions outside annotation, and details the function and the key technology of geographical conditions outside annotation system what is based on ARCGIS Runtime for WPF.

Key WordsRemote Sensing Techniques; Field Annotation; Geographic Conditions General Survey; Digital Annotation System

1前言

随着测绘技术的迅猛发展,内业编辑工作已全面进入数字化阶段,国内外都推出了一系列数字摄影测量软件和系统[1],但是这些软件系统都是从减轻内业工作强度角度来考虑的,这使得内业工作模式发生了革命性的变化,但是外业采集手段仍然保持着传统模式。传统的外业调绘存在诸多弊端,比如作业重复劳动且劳动强度大,致使作业周期拉长、作业效率难以提高;传统纸质清绘材料不便保存、不好携带;外业实时的精确定位困难等[2]。可见传统的外业调绘方式已经成为地理信息数据快速采集的"瓶颈",不能完全满足现代测绘的需要。因此,外业调绘工作的数字化已成为提升测绘工作效率的必要手段。

如今,易携带、高质量的移动平台设备的出现为外业调绘数字化提供了基本的硬件基础。本文介绍基于ARCGIS Runtime for WPF地理国情外业调绘系统的构成及关键技术。本系统规范了地理国情外业数据调绘方法,在地理要素移动式的有效整合基础上实现了外业数据自动化、智能化处理。本系统包括系统管理模块、野外数据快速采集模块、调绘辅助功能模块等功能,在数据格式与成果形式上均实现了与地理国情监测内外业一体化软件的无缝对接,既保证监测成果客观可靠,又保证成果精度精确统一,极大提高了生产效率。

2 总体设计

2.1 设计目标

数字调绘是通过使用内业判读成果制作的切片包,在野外对照实物,并以数码手段采集信息,实现空间数据的获取、处理、成果入库的整个作业流程数字化[3]

数码调绘需要考虑内外业的分工和作业一体化问题[4],以及作业手段优化的问题,以提高外业作业效率。在已有先验资料和知识的情况下,大部分的工作应该在内业预判完成外业主要进行核实和补调,从而极极大的减少外业调绘的劳动量缩短外业调绘时间。

<!--[if !supportLists]-->2.2 <!--[endif]-->工作流程

为了得到高质量的数字调绘成果,从最开始处理遥感影像开始,每一个技术环节都必须一丝不苟,严格按照流程与要求进行数据生产,以提高数字调绘效率。工作流程如图1示:

工作流程图

<!--[if !supportLists]-->2.3 <!--[endif]--> 系统组成

系统win8平板电脑与地理国情外业调绘系统组成。

<!--[if !supportLists]-->3 <!--[endif]-->模块设计与关键技术

3.1 用户管理模块

用户管理模块可以设置设备的使用用户,通过密码管理设备。并事先录入用户信息,以便记录调绘记录,用于数据的质量控制。该模块功能主要包括密码修改、用户管理和调绘记录查询。

<!--[if !supportLists]-->3.2 <!--[endif]-->实时定位模块

本模块主要功能是在平板中实时显示当前位置的同时记录作业员的调绘路线,为作业员提供坐标参考,以减少人工判图的错误,提高判图效率。

实现原理是通过虚拟串口读取外置GPS所获取的坐标信息,然后将所获取的坐标投影转换到程序底图坐标系下,以实现实时定位、记录点位坐标和调绘时间等信息。

 

2 GPS设置面板

<!--[if !supportLists]-->3.3 <!--[endif]-->影像采集模块

本模块主要功能是可以在获取当前坐标位置信息后,通过调用平板电脑摄像头对特殊罕见的地物进行拍照,用以采集外业地物的调绘信息,辅助内业编辑工作,主要包括样本采集与照片管理功能。

影像采集模块主要采用AForge.NET技术与调用平板陀螺仪、电子罗盘等传感器的技术。AForge.NET提供了开发多媒体应用程序的框架,为在win8平板上调用摄像头提供了完整的解决方案。

 

a样本采集功能                  b照片管理功能

3功能显示

<!--[if !supportLists]-->3.4 <!--[endif]-->数字调绘模块

结合国家标准与四川省标准,建立用于地理国情普查工作的关系数据表。以要素集为关键点,衔接关系各类地物要素的属性信息及几何关系。详细数据结构如4所示:

 

详细数据结构

数字调绘模块是基于ARCGIS Runtime for WPF平台的编辑模块,结合地物要素关系数据库,进行二次开发,设计并开发适用于地理国情外业调绘的地物编辑界面及相关功能。该模块的开发,主要以数据库为依托,直接关联地物要素的属性信息与几何信息,使得在编辑地物矢量数据的同时,自动编辑某些相关属性。5为选择地物类别的调绘面板,图6为属性录入:

 

a)一级地物选择            (b)二三级地物选择

地物选择显示

 

6属性录入

4 总结

通过研究地理国情普查野外数字调绘工作,探讨了数字调绘系统的作业方式和作业流程。数字调绘是信息化测绘的一个重要环节,也是地理国情内业与外业的纽带。所以一套具有操作简便、运行稳定、具有实时定位以及多媒体功能的地理国情外业调绘系统,能够减少外业作业员的工作量,大幅度提高外业调绘的工作效率。

参考文献

[1]熊康军,张俊.数字调绘在DLG数据更新中的应用[J].测绘与空间地理信息,2012,35(3):172-173.

[2]王迪伟.基于PDA110000比例尺地形图野外调绘.测绘通报,2010,(7):59-61.

[3]汪建光.基于移动设备的数字外业调绘系统的研究.测绘与空间地理信息,2009,32(6):30-32.

[4]吴彦格.航测外业调绘数字化研究[J].铁道勘察,2008,(2):37-38.

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