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基于第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的更新系統(tǒng)研究

2013-08-21 07:12:24黃麗華
山西建筑 2013年25期
關(guān)鍵詞:內(nèi)業(yè)外業(yè)信息管理

黃麗華 彭 慧

(江蘇省土地勘測(cè)規(guī)劃院,江蘇南京 210029)

1 研究背景和內(nèi)容

第二次土地調(diào)查充分利用GPS/GIS/RS等科技手段,建立了圖斑級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)成果,真正實(shí)現(xiàn)了“圖、數(shù)與實(shí)地”的三者一致,為土地管理及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了良好的數(shù)據(jù)平臺(tái)[1]。江蘇處于經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)板塊上,土地供需矛盾突出、土地利用信息更新頻繁,變更數(shù)據(jù)量大。如果將年度土地利用變更數(shù)據(jù)的獲取、更新及入庫(kù)都集中在短期內(nèi)完成,存在較多的問(wèn)題,主要表現(xiàn)為:

1)集中更新工作量大、時(shí)間緊,質(zhì)量、進(jìn)度難以保證;

2)無(wú)法發(fā)揮土地利用變化數(shù)據(jù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的實(shí)時(shí)分析、輔助決策和預(yù)警功能;

3)二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)更新周期長(zhǎng),無(wú)法保證數(shù)據(jù)的時(shí)效性,不利于土地日常管理工作的開展。因此,數(shù)據(jù)作為土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的“血液”,如何實(shí)現(xiàn)其真正意義上的現(xiàn)勢(shì)性,是二次調(diào)查結(jié)束后亟需解決的問(wèn)題。

目前,國(guó)內(nèi)相關(guān)科研院所或企業(yè)研究集成了一些技術(shù)手段或開發(fā)了相應(yīng)的系統(tǒng),但基本上都僅局限于某一個(gè)技術(shù)手段或細(xì)節(jié),更大程度地處于研究階段,并未用于真正的生產(chǎn)應(yīng)用。本文以江蘇省國(guó)土資源科技項(xiàng)目為依托,以二次調(diào)查為契機(jī),通過(guò)集成GPS/GIS/RS/GPRS等技術(shù)和建立快速更新數(shù)據(jù)管理平臺(tái),研究基于第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的快速更新技術(shù)流程,解決常規(guī)數(shù)據(jù)更新技術(shù)存在步驟多、周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)真實(shí)性無(wú)法保證的問(wèn)題,直接生成可直接用來(lái)更新數(shù)據(jù)庫(kù)的增量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)真正意義上的內(nèi)外業(yè)一體化[2,3]。

2 系統(tǒng)組成及原理

系統(tǒng)由外業(yè)PDA采集子系統(tǒng)和內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)組成。其中,外業(yè)PDA采集子系統(tǒng)集PDA,GPS,照相機(jī)和無(wú)線通訊等設(shè)備為一體,主要負(fù)責(zé)變更圖斑相關(guān)信息的外業(yè)采集和發(fā)送;內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)為基于第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái),負(fù)責(zé)對(duì)外業(yè)采集傳送回的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、增量數(shù)據(jù)生成和數(shù)據(jù)庫(kù)更新[4]。整個(gè)系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

2.1 外業(yè)PDA采集子系統(tǒng)

綜合考慮外業(yè)數(shù)據(jù)采集的實(shí)際需求,在現(xiàn)有GPS/PDA的基礎(chǔ)上又集成了數(shù)碼相機(jī)和無(wú)線通訊設(shè)備,使得PDA采集子系統(tǒng)具有如下功能:

1)Shape格式(MDB)矢量數(shù)據(jù)或Tiff格式影像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、瀏覽和編輯功能;

2)實(shí)時(shí)或事后差分GPS定位;

3)300萬(wàn)分辨率照片或視頻的拍攝功能;

4)點(diǎn)位坐標(biāo)、地類屬性和照片等信息的錄入、編輯、打包和無(wú)線發(fā)送功能。

圖1 系統(tǒng)工作流程圖

PDA采集子系統(tǒng)相應(yīng)的工作流程與其功能一致,分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)發(fā)送三個(gè)環(huán)節(jié),具體流程如圖2所示。

2.2 內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)

內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的核心,銜接外業(yè)采集子系統(tǒng)、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理以及增量數(shù)據(jù)生成。信息管理平臺(tái)由三個(gè)部分組成,分別為工作區(qū)、用戶信息區(qū)和數(shù)據(jù)目錄區(qū),平臺(tái)主要功能如下:

1)GoogleEarth模式下用戶導(dǎo)航與定位功能;

2)外業(yè)采集子系統(tǒng)的接入、管理和數(shù)據(jù)接收功能;

3)事后通過(guò)USB接口下載外業(yè)采集信息中的坐標(biāo)、屬性描述和照片,編輯變更圖斑,生成增量數(shù)據(jù);

4)根據(jù)實(shí)時(shí)接收到的外業(yè)采集信息中的坐標(biāo)、屬性描述和照片,在線編輯變更圖斑,實(shí)時(shí)生成增量數(shù)據(jù)。

圖2 PDA采集子系統(tǒng)工作流程圖

內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)相應(yīng)的工作流程與其功能一致,分為數(shù)據(jù)接收與解碼、數(shù)據(jù)編輯和增量數(shù)據(jù)生成三個(gè)部分,具體流程如圖3所示。

圖3 內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)工作流程圖

3 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)涉及的技術(shù)環(huán)節(jié)較多,包括GPS定位、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理等,其中GPS的定位精度以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量是影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此,為保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,本文從GPS的定位精度和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

1)GPS定位精度測(cè)試。

以南京市某地為測(cè)試區(qū)域,在選擇均勻分布的9個(gè)控制點(diǎn)作為WGS84和西安80坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算點(diǎn)后,計(jì)算出測(cè)試區(qū)域的7參數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)[5]。在此基礎(chǔ)上,選擇測(cè)試區(qū)域內(nèi)的100個(gè)點(diǎn)作為采樣對(duì)象,經(jīng)外業(yè)實(shí)測(cè)后計(jì)算采樣點(diǎn)的誤差,具體情況如圖4所示。從圖4中可以看到,GPS外業(yè)采集的點(diǎn)位坐標(biāo)與準(zhǔn)確值之間的誤差基本都在1 m以內(nèi),能夠滿足二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)補(bǔ)測(cè)地物的精度要求。同時(shí),若欲提高GPS的定位精度,可在GPS中嵌入CORS功能實(shí)時(shí)差分解算或進(jìn)行事后解算處理。

2)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量測(cè)試。

在實(shí)際應(yīng)用中,外業(yè)采集變更圖斑的時(shí)間間隔較長(zhǎng),因此數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間間隔較大,無(wú)法實(shí)現(xiàn)飽和數(shù)據(jù)傳輸情況下數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的測(cè)試。為了對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量進(jìn)行全面的測(cè)試,在無(wú)線傳輸?shù)哪J较?,利用隨機(jī)函數(shù)模擬外業(yè)測(cè)量的定位信息,同時(shí)選擇500 k的JPG文件作為每個(gè)數(shù)據(jù)包的影像文件,按不同的發(fā)送頻率測(cè)試不同飽和數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。具體測(cè)試情況如圖5所示。

通過(guò)測(cè)試可以發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)發(fā)送頻率在30 s以上時(shí),內(nèi)業(yè)信息管理平臺(tái)對(duì)于發(fā)送數(shù)據(jù)接收正確率均為100%。而實(shí)際外業(yè)采集變更圖斑的點(diǎn)位、照片及屬性信息的時(shí)間間隔基本不會(huì)小于30 s,因此可以說(shuō)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量還是比較高的,能夠滿足實(shí)際工作的需求。

圖4 GPS外業(yè)定位精度

圖5 數(shù)據(jù)接收正確率

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的GPS定位精度和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試,可以充分驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以江蘇省國(guó)土資源科技項(xiàng)目為依托,以實(shí)現(xiàn)二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)成果的快速更新為目標(biāo),針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)手段和系統(tǒng)的不足,開發(fā)了基于第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)成果的快速更新系統(tǒng),為二次調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)的快速更新提供了有效的技術(shù)手段和平臺(tái)。通過(guò)對(duì)影響系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的GPS定位精度和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量?jī)蓚€(gè)關(guān)鍵因素的測(cè)試,充分驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。由于研發(fā)周期比較短,系統(tǒng)在增量數(shù)據(jù)的生成方面研究不夠深入且有較大的不足,是下一步研究的重點(diǎn)。

[1] 程昌秀.3S技術(shù)在縣級(jí)土地利用變更調(diào)查中應(yīng)用研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2001:12-24.

[2] 張東明.基于3S技術(shù)的土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查技術(shù)及數(shù)據(jù)處理方法研究[D].昆明:昆明理工大學(xué),2007:26-31.

[3] 湯占中.基于3S技術(shù)的土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查及數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)過(guò)程研究——以南大港為例[D].石家莊:河北師范大學(xué),2007:15-37.

[4] 吳亞?wèn)|.基于PDA的土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都:西南交通大學(xué),2009:24-59.

[5] 荊 偉.基于GPS-PDA的土地資源調(diào)查數(shù)據(jù)采集[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2007:53-67.

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