平板电脑的地下管线数据采集系统应用

刘国安

(河南省航空物探遥感中心，河南郑州450053)

地下管线探测是多学科、多手段、海量数据的工程项目，传统的作业方式已经不适合现代科技手段的作业模式，且存在不少的弊端:①作业方式陈旧，工作效率低下;②管线属性数据经过多次手工录入，错误率大;③差错功能不能实现实时跟踪，可导致数据错误、紊乱，直至外业二次采集;④ 原始资料不易保存;⑤ 资源浪费;⑥ 原始资料不宜保存。基于以上的原因及现代科技的发展，笔者开发了“平板电脑的地下管线数据采集系统”。

平板电脑随着组件和技术的发展成熟，应用日趋广泛，由于平板电脑携带方便，操作简单，而地下管线探测的外业工作需要实地记录，可以和计算机进行通信，实现数据相互转换，可以有效地提高地下管线探测的工作效率和数据质量。

地下管线数据采集系统是一款基于Android系统开发的作用于地下管线探测记录的系统，此系统能够完全替代手簿记录和绘制草图，并可以进行图库联动和数据输出，其操作简单、携带方便，可以极大地缩短工作时间，有效地提高工作效率，并可以减少记录的错误率，是一款比较优秀的数据采集系统。

一、系统安装

地下管线数据采集系统的安装文件包括一个名为PPCGIS.apk的文件和一个名为PPC_GISDATA的文件夹，安装此系统需要进行以下步骤:

1)将文件PPCGIS.apk拷贝到平板电脑中的任意位置。在平板电脑中找到PPCGIS.apk并安装，安装后的程序名为”地下管线数据采集系统”。

2)将文件夹PPC_GISDATA拷贝到平板电脑SDCard(内存空间)的根目录中。

3)将需要作为底图的DWG文件拷贝到目录PPC_GISDATADWG中。

4)将需要用的符号拷贝到目录PPC_GISDATASYMBOL中。

图1 数据采集系统

二、系统的使用

地下管线数据采集系统采用绘图窗口进行人机交互，记录直观形象，方便用户使用。

地下管线数据采集系统主界面如图1所示。

界面主要分为绘图区、工作图层选择区和操作按钮3个部分。

绘图区是数据录入最重要的组成部分，在绘图区，通过画点、画线等操作可以形象地反映出地下管线的现状走势，并自动生成相应的数据库。

工作图层选择区里，有可操作的图层进行选择，当选择了一类管线以后，在绘图区只能操作该图层上的管线，这样可以避免在管线密集区域进行数据采集时，难以选择正确的管点或管线，对其他管线造成误操作，从而保护数据的正确性。

通过对操作按钮的选择，可以在绘图区执行相关操作完成管线数据的录入。

1.系统配置

该系统使用过程首先要进行系统配置，系统配置包括以下几个方面。

1)管线属性预定义:属性定义是通过对MDB数据库里各字段定义和修改，对系统各字段，如管类、颜色、特征、附属物等参数进行预定义，系统只对定义的参数进行识别，可以减少规范性错误的发生，有效地降低数据的错误率。对参数进行预定义以后，导入系统的PPC_GISDATA/DB文件夹中，系统就会读取定义的字段，属性定义文件如图2所示。

图2 属性定义文件

2)子图预定义:系统的子图是用户可以自主定义、修改、删除的，通过子图定义可以有效地增删。这样可以减少系统的冗余，加快系统的运行速度，系统子图的文件类型是PNG格式，由于PNG格式的图片是透明背景，因此子图不会压盖管线，有利于用户审图，用户可以在CAD中自主画出子图形状，然后转成JPG格式的图片，在Photoshop中转换成PNG格式即可。完成的PNG图片放在PPC_GISDATA/SYMBOL文件夹下，系统即可自动调用。

2.建立和打开工程

通过系统主界面上的“创建工程”按钮可以新建一个工程。

如图3所示，点击“创建工程”按钮可以调出此对话框，在对话框中“DWG文件”的下拉列表，以及“组号”“工程名”文本框和“流水号规则”的单选按钮组和“新建工程项目”的按钮。

“DWG文件”下拉列表选择的是地形底图，底图存放在PC_GISDATA/DWG文件夹中，组号文本框输入的是作业组的组号，流水号规则选择的是系统录入时点号是“管类+组号+流水号”还是“组号+管类+流水号”。工程名定义的是新建工程的名称，以后可以通过该工程名对工程继续操作，“新建工程项目”即“OK”键，点击“新建工程项目”即可打开一个新工程，开始记录。

图3 新建工程

点击系统主面板上的“打开工程”按钮，可以弹出如图4所示的对话框，在该对话框上有“选择工程项目”“DWG文件”两个下拉列表，以及“组号”、“工程名”两个文本框和“流水号规则”一个单选按钮组，还有“确定”和“删除”两个按钮。

图4 “打开工程”后界面

“选择工程项目”下拉列表中出现的是已经存在的工程项目，以及建立工程项目的时间，可以选择要打开的工程文件。

“DWG文件”下拉菜单出现的是存在的地形底图，通过选择，可以选择工程项目要加载的地形底图。

“组号”文本框和“流水号规则”按钮组是灰色的不可选的，这里显示选择的工程文件在建立时定义好的组号和流水号排序规则。

“确定”按钮点击后就会加载选择的工程文件。

“删除”按钮和“工程名”文本框是配套使用的，在“选择工程项目”下拉列表中选择一个工程，然后在“工程名”文本框中输入相对应的工程名，并点击“删除”按钮，系统就会删掉该工程文件，这样操作可以避免误操作删掉有用的工程文件。

3.管线草图绘制和数据录入

本系统采取的是绘制草图和数据录入同步进行的模式，这样操作可以减少操作步骤，提高工作效率。

在建立工程之后，通过系统下方的按钮“画点”、“画线”、“画井框线”可以对管线图进行绘制和记录。

天空部分，我选择了渐变滤镜工具，单击曝光滑块前方的减号将其设置为-0.50，其余所有选项也在同时被归零。我从上到下绘制了若干个渐变条，逐步压暗天空。对效果满意之后，我又创建了一个曝光设置为+0.50的渐变，从下往上拖动提亮前景。

首先通过在“工作图层选择区”选择要进行操作的图层，选择后，其他图层为锁定状态，不可编辑，只有选择的图层可以进行编辑操作。这样操作不会导致由于管线过于密集而点击操作到其他管类管线，减少错误的发生。选择要操作的图层之后，通过点击“画点”按钮，并在绘图区任意位置点击，可以在绘图区域中绘制一个管线点，并弹出如图5所示的点属性对话框，并通过对点属性的录入，对管线点的属性进行记录，

在点属性对话框中，“外业点号”是系统自动编的流水号，格式与建立工程时选择的“流水号规则”有关，如果选择的是“组号在前”规则，则编出的管线点号为“组号+管类+流水号”;如果选择的是“组号在后”规则，则编出的管线点号为“管类+组号+流水号”。系统自动编写点号，可以有效避免重复点号的产生，降低内业修改数据的工作量，提高工作效率。在点属性对话框中，“特征”、“附属物”、“井盖材质”、“井盖类型”字段采用下拉列表的形式，下拉列表内的选项都是在系统配置中定义的，这样可以规范输入，减少因错别字导致的特征等字段的输入错误，避免因此产生的数据库错误，降低内业改错工作量。

图5 点属性对话框

在点属性对话框中，还有“使用上次的值”和“复制其他管线属性”两个按钮，通过点击“使用上次的值”可以直接复制上次录入的管线点的属性，通过点击“复制其他管线属性”按钮可以选择其他的管线点的属性进行复制，提高外业记录的工作效率。

点击按扭区的“画线”按钮，可以连接管线图上的两个管线点，绘制出管线，并弹出线属性对话框，弹出的线属性对话框如图6所示。

图6 线属性对话框

在线属性对话框中，“外业起点号”和“外业终点号”是自动调用的被连接的两个点的点号，通过检查，可以确认是否要连接的两个管线点。“材质”、“套管材质”、“埋设方式”、“流向”、“压力”都是下拉列表，列表中的选项也都是在“系统配置”中定义的字段，同样有利于规范性输入，降低输入错误，其他文本框是需要手工输入的。当点击文本框时，系统会根据要输入的项目的数据类型，自动调用相应的输入法，自动调节数字，文本格式，提高工作效率。

在管类配置中，可以选择哪些管类属于“共通”管线，通过属性框下方的“选择共通层”的复选框，选择哪些管线是共通管线，并根据所绘制的管线自动生成相应的管线记录，如此操作可以减少管线记录量，提高工作效率。在属性对话框的最下方同样有“使用上次的值”和“复制其他管线属性”按钮，这两个按钮的作用和点属性对话框上的这两个按钮作用是相同的。

点选按钮区的“画井框线”按钮，可以绘制井框线，并生成相应的“地物点”记录。

需要说明的是，对于共通管线只需编写一种管线代码(如Tx)，但在规定的字段内注明权属分类(Dx/Yx/Lx/Jx等)，系统会根据这一字段，自动生成各类管线的分布区段，并自动建立相应的数据库。

4.管线编辑修改

图层开关:在系统右方有一个按钮“选择可见图层”，点击此按钮可以弹出对话框，如图7所示。

图7 “选择可见图层”对话框

通过在弹出对话框中的复选框中选择，可以选择显示哪些管类或者不显示哪些管类。图层开关可以浏览单管类的管线，有助于对管线连接关系的检查。

全图按钮可以一键显示绘图区中所有的管线图形，可以完整地查看所有管线，有利于对管线点的定位与查找。系统可以通过平板电脑的多点触控对图形进行放大缩小，显示任意大小区域内的管线。管线探测在外业记录时，经常会出现漏测井盖或分支的情况，本系统加入了管线打断的功能，该功能可以将原有管线打断，并在打断位置加入一个新的管线点，并保持被打断的管线属性不变。点选系统下方的“管线打断”按钮，然后选择要打断的管线，即可打断原有管线，可以通过属性编辑对新管线和管点属性进行补充，完善管线属性。界面如图8所示。

图8 “管线打断”界面

点选下方按钮区的“属性编辑”按钮可以对已录入的管线属性进行编辑，点选“属性编辑”按钮后，在绘图区选择要修改属性的管点或管线，可以相应地调出管点或管线的相关属性。而“移动管点”按钮可以改变管点在绘图区的坐标位置，并修改连接管点的管线坐标，而“查询管点”可以通过管点的点号，快速定位管点位置，通过以上几个按钮的配合操作，可以快速地定位、查询、修改管线和管点的属性，保证管点的位置准确。

5.数据备份与导出

为了保证数据安全，避免数据丢失，每日工作完成后，应该将探测的数据进行导出备份，因此系统增加了“备份”和“还原”功能，通过按扭区下方的“备份/恢复”按钮可以在任意时间对数据进行备份和恢复。

首先打开工程，然后点击工作区中的“备份/恢复”按钮，系统会在平板电脑根目录下的PPC_GISDATA/BACKUP文件夹中会生成一个和工程名称同名的文件，该文件即为此工程的备份文件，需要恢复工程时，将此文件同样拷贝至该文件夹下，创建一个同名工程，然后点击“备份/恢复”按钮，即可恢复工程。

数据导出的目的是将平板电脑数据导出成文本格式的数据，以达到平板电脑数据和计算机数据的相互交换。由于管线探测数据最终要入库，需要要在计算机中实现，因此，系统一定要有转换功能，使系统记录的数据最终导入计算机中。

在系统右下方的按扭区，有“导出数据”按钮，打开工程后，点击“导出数据”按钮后，会弹出对话框如图9所示。

图9 导出数据

通过选择管类，可以导出相应管类的数据，系统会在平板根目录下的PPC_GISDATA/EXPORTDATA文件夹中生成一个以工程名+工程创建时间为文件夹名的子文件夹，在此文件夹中即为导出的数据，导出的数据是GB2312编码格式的文本文件，分为＊＊LINE，＊＊POINT，＊＊JKX 3 种文件，分别对应理效率和决策的科学化水平，为相关管理和研究工作提供参考和借鉴。

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