2012年2月第1期
城市勘测
Urban Geotechnical Investigation ＆Surveying
Feb．2012No．1文章编号：1672－8262（2012）01－16－04
中图分类号：P208.2
文献标识码：B
移动GIS 开发及在城市勘测中的应用
张健源*
，胡振彪，李志刚
*
收稿日期：2011—07—12
作者简介：张健源（1980—），男，工程师，主要从事城市测量工作。
（青岛市勘察测绘研究院，山东青岛266032）
摘
要：介绍了移动GIS 的主要特点，分析了实现移动GIS 的关键技术，介绍了基于Trimble GeoXT 手持设备移动GIS 软件的开发，其可实现Shp 数据、XML 数据和自定义二进制数据、遥感影像数据的浏览、空间查询等操作，通过设备端程序实现NTRIP 网络协议与VRS 服务器进行交互，实时获取差分数据修正GPS 测绘精度，并实地测量进行了精度检验，阐述了该系统在城市勘测中如基础设施测量、执法巡查、城管部件数据检查、岩土工程勘察几个领域的应用。关键词：移动GIS ；土地巡查；城管部件检查
1引言
地理信息系统（GIS ）是一门综合性的技术，它的概念和基础是地理和测绘，技术支撑是计算机技术，应用领域是地理、规划与管理等许多行业和部门。自从20世纪80年代以来，GIS 已被各行业所应用。特别是近20年来，伴随计算机技术的迅速发展，
GIS 取得一次一次重大进步，如空间数据的管理、网络GIS 、三维GIS 等技术。
在这些应用过程中，数据的实时更新至关重要。传统的GIS 数据采集手段数据输入效率较低，需重复操作，容易出错，且不能保证数据的实时性。移动GIS 通过综合运用GPS 的精确定位技术、便携移动设备、无线网络接入和GIS 的空间信息处理能力，使得系统能够实时地获取、
存储、更新、处理、分析和显示地理信息，解决了传统GIS 中存在的不足，提高了数据的实时性和工作效率。
2移动GIS 及其开发
移动GIS 是一种应用服务系统，其定义有狭义与
广义之分。狭义的移动GIS 是指运行于移动终端（如PDA 、便携机等）并具有传统GIS 功能的地理信息系统，它不需与服务器交互，是一种离线运行模式。广义的移动GIS 是一种集成系统，是GIS 、GNSS （全球卫星导航定位系统）、移动通信、互联网服务、多媒体技术等的集成。移动GIS 主要由移动终端设备、
无线通信网络、地理应用服务器及空间数据库组成。移动终端设备是一种便携式、
低功能，并且可以用来快速、精确定位和地理要素识别的设备。硬件主要包括掌上电脑（PDA ）、便携式计算机、
WAP 手机、GPS 定位仪器等。软件主要是嵌入式的GIS 应用软件。无线通信网络是连接用户终端和应用服务器的纽带，
它将用户的需求无线传输给地理信息应用服务器，再将服务器的分析结果传输给用户终端。地理应用服务器是整个系统的关键部分，也是系统的GIS 引擎。它位于固定场所，为移动GIS 用户提供大范围的地理服务以及潜在的空间分析和查询操作服务。空间数据库用于组织和存储与地理位置有关的空间数据及相应的属性描述信息，移动GIS 的数据存储中心，并且能对数据进行管理，为移动应用提供各种空间位置数据，是地理应用服务器实现地理信息服务的数据来源。2.1
移动GIS 特点
（1）移动性：运行于各种移动终端上，与服务端通过无线通信交互实时获取空间数据。
（2）服务实时性：在各种导航定位设备的支持下，在移动的过程中，不受限制地把采集到的相关信息及时处理并发布给用户。
（3）信息载体的多样性：与传统GIS 相比，移动终端用户与服务器及其他用户的交互手段更加丰富，包括定位服务、视频、语音、图像、图形、文本等。2.2
移动GIS 关键技术（1）嵌入式技术
移动GIS 的无线终端是一种嵌入式系统，嵌入式系统是以应用为中心的专用计算机系统，
其软硬件可以根据应用需要进行
“裁剪”。代表性的嵌入式无线终端设备包括：PDA （个人数字助理）、掌上电脑和手机等。
（2）无线网络技术
移动通信系统是连接用户终端和应用服务器的纽带，
其核心技术为无线接入技术，可分为两类：一是基于
第1期张健源等.移动GIS 开发及在城市勘测中的应用蜂窝的接入技术，如GSM 、CDMA 、GPRS 等；二是基于局域网的技术，如蓝牙（Blue Tooth ）、无线局域网（WIFI ）技术。移动通信技术正处在从2G 向3G 演进过程中，传输速度提高，
网络容量增大，覆盖面拓宽，保密性加强，使得海量的空间信息得以快捷、安全地无线传输。
（3）分布式空间数据管理技术
分布式空间数据库系统是指在物理上分布、逻辑上集中的分布式结构。由于移动用户的位置是不断变化的，需要的信息多种多样，因此任何单一的数据源都无法满足要求，必须有地理上分布的各种数据源，借助于现有的分布式处理技术，为多用户并发访问提供支持。
（4）移动数据库技术
移动数据库是指移动环境的分布式数据库，是分布式数据库的延伸和发展。移动数据库要求支持用户在多种网络条件下都能够有效地访问，完成移动查询和事务处理。利用数据库复制/缓存技术或数据广播技术，移动用户即使在断接的情况下也可以访问所需的数据，从而继续自己的工作。其中的时态空间数据库技术是移动GIS 的关键。移动数据库技术的研究主要涉及5个方面：移动数据库复制/缓存技术、移动查询技术、数据广播技术、移动事务处理技术、移动数据库安全技术。2.3
移动GIS 开发简介
我们基于Windows Mobile 操作系统完全自主研发
了移动GIS 软件，本软件可运行于Windows Mobile 5、6、及6.5等版本的掌上电脑或智能手机中，开发环境采用Microsoft Visual Studio 2008、
C #语言实现；其中GIS 底层采用自主研发的移动GIS 引擎实现，GPS 接收及纠正采用Trimble 公司的PFTools 2.3.1插件，从而针对Trimble 设备实现高精度的定位。
本软件可实现Shp 数据、
XML 数据和自定义二进制数据、遥感影像数据的浏览、空间查询等操作，其中自定义二进制格式实现了对地理信息数据的加密，有效避免因移动设备丢失造成的数据泄密，保护了数据所有者的权利。通过设备端程序实现NTRIP 网络协议与VRS 服务器进行交互，实时获取差分数据修正GPS 测绘精度，用于实际项目应用。软件具有如下特点：
（1）基于GDI +底层实现了适应多尺度矢量数据和多分辨率影像数据在Windows Mobile 设备的电子地图平台（图1）。
（2）提供了放大、缩小、漫游、自由缩放、查看全图等基本电子地图功能，并可对图层进行管理，如图层关闭，图层颜色设置等（图2）。
（3）通过VRS 等技术，获取我院搭建的COSS 站RTK 服务获得差分数据从而实现高精度的GPS 定位，满足多种应用需求；可实现点、线、面三种类型的地物要素采集及外业数据检查，提供选择添加、修改、删除三种数据采集模式（图3）
。
图1PDA 平台图2视图浏览图3数据采集
2.4精度分析与评价
为测试手持GPS 定位精度能否满足实际需求，我
们使用硬件平台采用Trimble GeoXT 的手持设备，连接青岛市连续运行基准站系统，实测若干点位，如图4所示，解算精度如表1、表2，在亚米级定位精度要求下，本设备和软件可以满足该精度要求的数据采集和数据检查需求。
图4
点位示意
7
1
城市勘测2012年2月
坐标值对比表1点号水平精度/m qd96x/m已知96x/m dx/m qd96y/m已知96y/m dy/m 230．6109920．3468109921．23－0．88238569．85238568．8301．023469 240．8109933．1995109933．78－0．58238948．83238948．0040．825950 250．7109930．7938109931．00－0．20239301．64239300．9310．710969 260．7109985．9011109986．35－0．45239599．60239598．7960．801249 280．8110078．0521110078．52－0．47240288．57240287．7620．807460 290．7110091．8029110090．361．44240621．67240620．7240．949123 300．7110144．3188110145．22－0．90240753．77240754．414－0．642962 320．7110472．3004110473．38－1．08241214．55241213．6400．914105 351．0110816．3567110817．70－1．34242010．52242009．0141．504226
坐标精度表2
x/m y/m
max=1．44max=1．50
min=0．20min=0．64
aver=0．82aver=0．91
mx=0．91my=0．94
mxy=1．31
3移动GIS在城市勘测中的应用
在上述GIS核心功能的基础上，我们在移动GIS 方面展开了多项应用，其中部分典型应用如下：
3.1基础设施现状的测量
包括道路、建筑物、城管部件、电力线路、石油管道等，通过移动GIS终端对空间数据和属性数据进行采集，建立地理信息数据库和管理信息系统数据库，并不断对其更新和管理。
我们在青岛高新区3天之内利用基于VRS移动GIS平台，完成以下任务：
（1）测绘了整个高新区约60km2范围内的道路，包括主要道路、次要道路以及盐田区范围内的道路，共计134条；
（2）整个高新区（60km2）的现状厂房测绘，及每个公司的信息调查；
（3）整个高新区回填情况调查内业数据处理；
另外我们还完成了旅游数据采集（崂山驴友图等、木栈道采集、索道、海上游船路线等）、崂山景区地质灾害调查、政务专题数据快速采集等工程，充分体现了其快速、简便的优点。
3.2土地、林业、海洋等执法巡查
我们根据移动设备中加载的各种电子档案资料及现场测量资料，利用平台提供PDF电子档案浏览功能轻松可获得数据差异，快速判断各种违法情况。并使用GPS测量设备放样核准边界界址点，埋桩定界。3.3城管部件数据检查
通过移动GIS桌面管理软件，将城市部件位置、属性及照片数据导入到移动终端中实现外业数据检查，提高了城市部件数据质检的工作效率。
3.4岩土工程勘察应用
针对勘察行业特点和掌上电脑能够实现的功能，我们利用移动GIS平台开发的岩土工程勘察掌上电脑外业辅助系统（图5），能够GPS辅助放点（图6）及岩样照片、语音描述与深度自动关联等，在一定程度上实现了岩土勘察工程的内外业一体化，大大提高了工作效率
。
图5勘察软件主页面图6钻孔布置图
4结语
本文介绍了基于Trimble GeoXT手持设备移动GIS软件的开发，阐述了该系统在城市勘测中几个领域的应用，体现出了快速、便捷等诸多优点。当然，该技术在软件实用功能及在精确GPS的应用开发上还需要进一步的优化完善，形成一套精确、实用的GIS勘测应用系统。
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第1期张健源等.移动GIS开发及在城市勘测中的应用
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Mobile GIS Development and Application in the City Surveying
Zhang Jianyuan，Hu Zhenbiao，Li Zhigang
（QingDao Geotechnical Investigation And Surveying Research Institute，Qingdao266032，China）Abstract：This article describes the main features of mobile GIS，mobile GIS analysis of the key technologies to a-chieve introduced based on Trimble GeoXT handheld mobile GIS software development，which enables Shp data，XML da-ta and custom binary data，remote sensing image data browsing，spatial queries and other operations，the device－side pro-gram to achieve NTRIP server network protocol to interact with the VRS，real time differential GPS correction data map-ping accuracy，and precision of field measurements carried out tests described in the system in cities such as infrastruc-ture survey measurement，enforcement inspections，the inspectors checked the data components，geotechnical engineering investigation of several fields．
Key words：mobile GIS；land inspections；
櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐櫐
urban parts inspection
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Urban Traffic Safety Facilities Geographic Information Collection Based
on Mobile Mapping Technology
Yan Xiaohong1，2
（1.School of Resource and Environmental Science，Wuhan University，Wuhan430079，China；
2.Shenzhen Geotechnical Investigation＆Surveying Institute Co．，Ltd．Shenzhen518000，China）
Abstract：With the rapid economic development，urban roads and other infrastructure changing，MMS mobile road mapping system can quickly update urban traffic facilities．This paper analysis the source of error of MMS mobile road measurement system，and describes the process，methods and characteristics of the Longgang District’s urban traffic safe-ty facilities geographic information collection based on mobile mapping technology．
Key words：MMS mobile road mapping system；geographic information collection；traffic safety facilities
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