探讨地理信息空间数据采集与管理共享

发表时间:2020/6/8   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:刘映洋
[导读] 摘要:针对传统测绘在数据采集与项目管理上存在单兵作业、依赖传统纸质地图、数据采集内容单一、采集效率低下、项目管理粗略等不足,思考了测绘数据采集者亦可以是基于位置的服务者,提出了在数据采集的同时为自己或者同伴提供数据服务,实现了数据采集实时共享与协同作业、内外业采编一体化、测绘项目智能化管理的方案,研发了一套测绘地理信息采集与管理服务平台。
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        摘要:针对传统测绘在数据采集与项目管理上存在单兵作业、依赖传统纸质地图、数据采集内容单一、采集效率低下、项目管理粗略等不足,思考了测绘数据采集者亦可以是基于位置的服务者,提出了在数据采集的同时为自己或者同伴提供数据服务,实现了数据采集实时共享与协同作业、内外业采编一体化、测绘项目智能化管理的方案,研发了一套测绘地理信息采集与管理服务平台。平台集成了安全稳定的后台服务系统、简便高效的外业终端采集系统以及内业数据处理系统,实现内外业数据一体化,为行业提供新的解决方案。
        关键词:移动采集;项目管理;LBS;内外业一体化;自适应策略
        一、需求分析
        测绘地理信息从业者作为位置信息的采集者,往往是基于位置服务的提供者,随着信息技术的快速发展,如何在数据采集的同时为自己或者同伴提供数据服务,实现数据采集实时共享与协同作业、内外业采集编辑一体化、测绘项目智能化管理正逐步实现。本文将移动GIS技术、GNSS技术和无线网络通信技术相结合,研制通用的测绘地理信息移动采集与管理服务平台,实现信息采集与管理服务的智能化。
        1.1快、准、全的数据采集模式
        快———免去作业前的测绘资料整理,现场直接加载最新各类专题数据库,实时辅助信息采集;属性采集实现智能感知及记忆功能,减少外业过程的数据编辑量;准———实现外接GNSS设备与移动端的通信与数据处理,精确定位;全———空间位置、属性数据、照片视频数据均可采集与编号入库。
        1.2协同化作业
        平台支持测量数据的实时上传与下载,移动终端可以实时显示所有人员已测绘的点位,实现多人同时测绘时数据共享,不同作业人员可以很好地协同作业,不会出现漏测、错测、复测等情况。
       
        1.3测绘项目管理智能化
        测绘作业时位置信息回传至服务器,管理人员基于平台,实时查看各项目位置信息、时间属性、任务状态等信息,可以根据空间位置、时间分布进行查询、统计与分析,实现信息化管理。
        1.4安全、稳定的WebService
        在移动终端与服务器间建立安全、稳定的数据通讯机制,实现数据的高效上传与下载、传输稳定、访问安全、在线与离线双重访问方式等特性。
        1.5内业自动化成图
        内业数据处理系统对外业采集终端采集的数据进行解析,根据属性进行精细化、自动化编辑处理。
        二、平台设计
       
       
        2.1架构设计
        平台采用分层设计,从逻辑上划分为4个层,即基础设施层、数据层、服务层以及应用层。每个层内部完成属于自己的任务,层与层之间通过接口联系。将平台的组件分别放置在不同的层内,同一层的组件具有较高的内聚性,不同层之间保持松散耦合。
        2.2基于云服务的移动系统设计
        基于云服务技术,将系统服务数据存储于云端,完成数据的统一存储与管理,并从云端将数据提供给移动用户,保证用户随时随地的获取服务数据,即实现“在线模式”和“离线模式”相结合的新型应用模式。平台充分考虑高度虚拟化、高度资源共享要求,评估可弹性空间和可扩展性,整合资源构建大数据云,将数据分布式存储于数据中心的防火墙内,提供对数据安全性和服务质量的有效控制。从动态角度通过行为建模来设计平台运行中的数据流过程,采用“系统自适应管理策略”来实现不同网络条件下“在线模式”和“离线模式”之间无缝自由切换,同时保证服务数据的连贯性和准确性。
        三、平台主要功能及实现
        3.1平台功能模块
        根据上述平台架构设计,深挖业务需求,设计并实现了如下平台功能。平台主要包括三部分内容:平台服务系统、外业信息采集终端以及内业数据处理系统。为了实现平台的普适性、高效性,采用模块式开发并支持不同测绘标准的高度自定义。
       
        3.2平台服务系统
        (1)测绘标准自定义。为了能够适应不同区域、不同项目类型的采集要求,平台支持测绘标准自定义。用户根据项目类型、需要采集的信息,在平台中任意定义字段及属性约束。以管线测量为例,管线标准自定义流程为:新建管线标准、新建管线大类、添加管线小类、管点属性添加、管段属性添加等。属性支持分级设置、智能记忆、输入约束等功能,极大提升外业终端采集效率。
        (2)坐标系自定义。由于不同区域设置了当地城市坐标系,本平台支持用户自定义坐标系,以确保在任意城市均可以准确测量至要求的坐标系。坐标系自定义支持用户定义转换七参数、投影参数等。
        (3)项目管理。根据管理需要对项目进行分类,如项目类型、项目区域、项目负责人、项目状态等,方便管理者以不同视角掌握单位生产运营情况,及时调配资源。结合电子地图或影像图等,将项目位置和范围标绘在地图上直观展示,基于地图查询定位项目,达到以图管项目的目的。
        3.3外业信息采集终端
        (1)基于多源GNSS设备与采集终端的数据通讯与处理。采集终端实现了与多款GNSS设备互联通讯,分析各类GNSS设备开放的蓝牙通信内容,解析串口转蓝牙通信协议。采集终端读取GNSS数据,并根据NMEA-0183协议内容,快速提取日期、时间、精度、纬度、速度和残差等有用信息。考虑存在卫星信号丢失等问题,移动端内置GPS定位与外接GNSS设备定位间进行无缝切换。
       
        (2)数据采集。数据采集系统提供了多样化的地图显示与定位功能,可以实现采集的数据、背景地形数据以及各种专题数据进行显示、缩放、定位、浏览及图层控制等操作。数据采集系统可以采集包括管线、地形、部件在内的各种空间位置数、属性数据、照片视频数据。系统设计并实现了智能记忆、根据使用频次自定义属性顺序、逻辑判断、特殊颜色标识、mdb反导标绘等,减少用户采集过程中的输入频次,避免漏测,真正达到数据采集的高效与完整性。
       
        (3)基于自适应策略的数据访问与传输。当外界网络条件稳定时,平台首选“在线模式”下工作,即采集终端通过现有的GPRS、CDMA、3G或者4G网络技术与服务器建立连接,实时地与服务器端进行基础地理空间数据和系统数据的交互。但是在平台实际运行过程中,由于服务器本身故障或者无线网络传输信号不佳等因素,导致采集终端无法与服务器进行实时数据交互,为保证用户的正常使用,系统自动、无缝地切换到“离线工作”模式。“离线工作”模式下,采集终端根据定位信息加载离线地图,然后将采集的数据存入本地数据库中,待重新与服务器取得联系时,再将这个时段内记录的项目数据通过“在线模式”上传至服务器端,及时更新服务器端的项目数据,以确保本地数据库中的数据与服务器中的数据同步,保证其他采集终端在同步作业时数据采集的实时性。
        3.4内业数据处理系统
        以MicrostationV8i为基础平台,开发实现了内业数据处理系统,主要功能是对外业采集的信息进行深加工。内业数据处理系统和外业采集终端一致遵循平台服务系统所建立的数据采集标准,能对外业采集过程中的重复采集、错采、漏测进行分析、预警,最大限度地保证数据的质量。在进行数据预处理后,系统自动成图、质检和入库,极大地提升了处理效率。
       
        四、地理信息资源共享服务平台
        4.1平台的概念
        认识到地理信息的重要性,着手成立自己的空间信息协调机构,逐步实施信息发展战略为我国的产业升级服务。相比于欧美一些国家,我国的地理信息资源平台建设起步稍微晚了一些,近年来,我国推出一系列政策,深化地理信息的合作共享建设,在城市的不同地区建立信息处理的基站,对下级或者同级传输的原始数据进行标准化处理,依托城市的软硬件系统进行资源信息的推送。用户通过这些基础设施进行资源的检索、查询,在服务用户的过程中,系统平台接受用户的反馈不断完善平台的建设。共享服务平台究其本质是一种分布式的网络系统,它将地理信息的收集者、管理者与使用者联系在一起,地理信息能够通过这个网络进行无障碍的流动,而且各个部门都能够在第一时间得到更新的信息,信息收集者不断丰富和完善数据库的含量,管理者优化信息查询、检索的方式,以更好的途径呈现给用户,用户能够不断地获得更好的优化服务。
        4.2平台的分类
        地理信息资源共享服务平台为各种信息的互通互联奠定了扎实的硬件基础。地理信息作为一种国家重要的战略性资源,其中的涉密内容不能对外公开。鉴于这个原因,在面对不同用户时,共享服务平台应该更加人性化,在面对政府和普通用户时提供不同的数据分析报告,在服务平台建设时区分为政府版和公众版,也可以把地理信息资源平台分为政府方向的政务共享服务平台与普通群众方向的公众共享服务平台。政府共享服务平台,目的是解决政府相关部门对地理资源信息的需求,为保障政府所涉及的国防、军事地理信息的安全性,根据涉密等级,可依托政务内网权利,政府共享服务平台可以集信息共享、数据交换为一体的现代化办公网络,为政务管理提供强有力的支持。公众共享服务平台是以普通互联网为依托平台,在当代互联网技术的支持下,依靠移动终端的电子地图,把基础的定位服务、导航服务准确的呈现给用户,为社会广大群众提供实时地理信息资源查询的服务平台。
        五、系统软件设计
        系统软件的各模块的设计。
       
        (1)NDB管理平台:远程监控和操作NDB设备。
        (2)通信应用服务器:实现NDB设备与NDB监控平台的通信。
        (3)数据库服务器:实现数据的存储。
        结束语
        首先分析了传统测绘作业模式存在数据采集效率低下、数据处理需要大量人工操作以及项目管理粗略等问题,然后针对信息化背景下新型测绘生产与项目管理提出了基于位置服务的新思路,成功开发了覆盖作业全流程的测绘地理信息移动采集与管理服务平台。平台基于云服务的移动系统设计,保障不同环境下数据采集的可行性与完整性;支持标准自定义以及以图管项目的后台服务系统,允许用户在任意区域、标准下使用;实现了自动化成图、质检与入库。通过对多个区域进行外业信息采集生产作业,验证了本平台具有一定的应用和推广价值。
        参考文献:
        [1]信息化管理技术在项目管理中的应用初探.张建.中小企业管理与科技.2019(12)
        [2]“互联网+”时代下高校创新育人项目管理研究——以福建水院“水宝工作室”为例.林世治,湖南工业职业技术学院学报.2020(3)
        [3]基于一站式工作台的项目管理方法研究.李少龙,中国管理信息化.2019(9)
        [4]新时期计算机项目管理的思考.王光.通讯世界.2019(3)
        [5]关于信息化系统建设项目管理的体会.曹力.中国管理信息化.2019(7)
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