森林资源信息外业采集移动平台的研建

作     者：阳德志 

作者单位：中南林业科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林辉

授予年度：2016年

学科分类：090704[农学-森林经理学] 0907[农学-林学] 08[工学] 09[农学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：森林资源调查 移动GIS 瓦片金字塔 JTS 

摘      要：随着计算机技术的快速发展和移动设备的广泛普及,通过移动开发技术,将地理信息系统GIS和全球定位系统GPS技术应用于传统的空间数据采集业务,为森林资源信息采集提供一种全新的作业方法,代替外业在图纸上手写/画和指南针加手持GPS导航定位、内业二次录入数据的传统信息采集方式,实现优化森林资源调查的作业流程、减少人为误差、提高作业效率、降低作业成本、全程无纸化的目标。本文通过分析森林资源信息采集系统的研究现状和目前存在的问题,以移动开发技术、3S技术和数据库技术等为基础,分析森林资源调查的业务需求、系统的功能需求和性能需求,进行系统的功能模块设计,研究系统中的关键技术并提出解决方案,在当前使用范围最广的Android移动设备上研建了一款具有完全自主知识产权的森林资源信息外业采集移动平台,并在浙江省松阳县试点应用。本研究的主要成果如下:(1)开发森林资源二类调查外业信息采集系统V1.0。本系统是一个独立自主设计的GIS平台,采用开源GDAL/OGR库读写栅格和矢量空间数据,构建瓦片金字塔模型压缩影像,设计图层在栅格影像上叠加显示矢量,使用开源JTS库实现合并和编辑矢量图斑的操作。区别于传统的作业方式,使用本系统在移动设备上作业不需要携带纸质遥感影像、地形图、调查卡片等,只需在移动设备上加载处理好的栅格和矢量空间数据,就可查看电子版的作业数据,填写电子调查卡片。(2)基于瓦片金字塔模型加载遥感影像。对于分辨率高、范围广、数据量多和占用存储空间大的影像文件,单个应用的运行内存受限的Android系统难以直接加载,需通过构建其瓦片金字塔,将所有瓦片存储在一个文件中并建立索引,根据处理器的核数设置线程池的数量,使用多线程的方式加载瓦片。即使在硬件配置较低的移动设备上,也能保证影像在移动设备上的加载速度,节省影像数据的存储空间,减少数据在设备间的传输速度。在三星N5100平板电脑上最大支持加载25GB的遥感影像,加载速度在1500ms以内。(3)实现矢量图斑的切割和合并操作。使用Java Topology Suite开源库,在移动设备上实现合并图斑、画线切割图斑的编辑矢量数据操作,操作时间在1000ms以内,结果满足ArcGIS中拓扑检查默认条件:图斑的拓扑容差为0.001米。(4)支持多专题的森林资源信息外业采集。现有对森林资源调查的应用,都是针对某一个调查专门开发的,其应用的局限性很大。而平台采用自定义外业信息采集字段,支持根据调查规程定义调查字段和选项,在矢量数据的属性文件中创建这些字段,再生成电子调查卡片,以适应多种森林资源信息外业采集,扩大应用范围。