林业调查信息采集处理平台技术研究

黎 曦，黄海虹，张新耐

(1.江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000；2.中国矿业大学,江苏 徐州 221008)

林业调查信息采集处理平台技术研究

黎 曦1，黄海虹1，张新耐2

(1.江西环境工程职业学院，江西 赣州 341000；2.中国矿业大学,江苏 徐州 221008)

在林业生产作业中，及时获取可靠的林业资源信息、了解林业资源状况和变化信息十分重要。传统的林业调查是一项十分艰苦的工作，定位、各项森林调查因子的外业采集、记录及内业数据处理工作任务繁重，文中对森林资源外业数据采集、实地影像存贮、记录、数据处理提出了在移动平台PDA中的一套与GIS、GPS结合的解决方案，并详细阐述了其系统开发与功能实现的过程与步骤。系统具有数据不丢失，操作简便，自动分类信息，统计等特点。

林业调查；信息采集；数据处理；系统开发；切片数据制作；底图数据加载

2017年3月，中共中央政治局常委、国务院总理李克强作出重要批示。批示指出：国土绿化是生态文明建设的重要内容，是实现可持续发展的重要基石。为巩固和掌握造林绿化成果，绿化工程信息工作就要在业务上达到系统性、规范性、先进性、科学性与实用性的统一，对森林进行数量和质量的精确评价，能够给相关部门提供多种信息源和决策依据，为将来实现精准林业做好前期探索。本研究对绿化工程中树种、胸径、树高、面积及实地影像等信息与GIS结合的PDA为硬件强大的数据采集、处理和存贮功能，设计并实现林业调查野外数据采集处理系统。

1 数据库设计

1.1 SQLite简介

SQLite是一款基于文本的轻型关系型数据库，占用资源非常低，但是存储容量足够大，支持数据库大小达到2T，处理速度快，支持跨平台，输入存储读入简单，能够使用C、 PHP、Java、C#、Python等很多语言，支持的SQL语句不逊色于其他开源数据库，最重要的是Android手机中内置的SQLite数据库为开发提供了很大便利。SQLite引擎不是个别程序与之通信的独立进程，而是与程序连接，是程序的重要组成部分。SQLite的数据在编程语言内直接用对应接口调用，这在消耗总量、延迟时间和整体简单性上有积极的作用。系统SQLite数据库一般在程序被第一次创建的时候生成。整个数据库包括数据库的定义、表结构、索引信息、存储数据都在宿主主机上，存储在某个单一的文件中。

1.2 数据存储结构设计

外业调绘数据依据根本性质可分为2类，一类为影像及其相关信息，另外一类为几何体及其相关信息，系统针对这2类数据进行了数据表结构的设计，具体表结构见表1和表2。

表1 小斑区域存储结构

2 系统开发

2.1 开发环境选择

系统开发应用以安装了Android SDK、ADT等插件的 Eclipse为开发平台，以ArcGIS Runtime SDK for Android 10.2为二次开发工具，集成一系列所需的功能模块，具体开发环境介绍如表3所示。

表2 树木点存储结构

表3 开发环境介绍

2.2 界面实现

首先利用LinearLayout对整个屏幕进行分割，TobHost将所有控件按功能模块划分，Fragment按照不同的操作模式或显示结果，或显示控制按钮，整体层次分明，运用规范的图片Button搭建起最终整体的界面框架。

2.2.1 布局容器介绍

布局容器介绍如表4所示。

表4 布局容器介绍

2.2．2 主界面与功能界面

主界面：LinearLayout进行整体布局分割，TabHost将所有功能按照所属功能模块划分，Fragment作为动态显示窗口，为不同功能模块提供辅助信息。

赫鲁晓夫外交政策的独特特征是开始重视亚非新兴国家，改变之前对中立主义的否认态度，承认不结盟的意义与合理性。[55]苏联对缅甸中立外交政策给以很高评价，特别是缅甸拒绝参加美国组织的东南亚条约组织。[56]斯大林时代的结束、苏联外交政策调整带来的连锁效应，很快在中苏两国与缅甸的关系上先后体现出来，同时这些调整和变化在缅甸国内也得到积极的响应。

3 功能实现

3.1 切片数据制作

系统以ArcGIS中制作的切片数据为数据源。ArcGIS中切片数据有2种文件格式：松散型存储(Exploded)、紧凑型存储(Compact)，本系统采用紧凑型存储格式的切片数据为数据源，这种数据迁移方便、创建更快、存储空间更少。紧凑型存储最主要的2种文件是bundle和bundlx文件，其中bundle文件用于存储切片数据，bundlx是bundle文件中切片数据的索引文件。一个bundle文件中最多可以存储128×128(16 384)个切片，但是创建的切片缓存并不是一张张切片单独生成，而是以4 096像素(无抗锯齿)或2 048像素(有抗锯齿)为边长渲染的，如果选择的切片边长为256像素并开启了抗锯齿，那么每次ArcSOC进程创建的是一张以8×8(64)个切片拼接成的大图，然后切割后存入bundle文件中。该类切片数据加载速度快，包含基本的地理坐标以及投影信息，是良好的底图数据源。在ArcGIS中可以完成整个切片数据的制作。

首先把要制作切片的mxd数据改成相对路径：打开ArcMap->Customize->ArcMap Options->勾选Make relative paths default for new map documents。其次，点击File->Map Document Properties->选中Store relative pathnames to data sources，填写Map的描述，名字要和mxd的名称一样。接着，打开ArcMap，加载数据，选择菜单Customize->ArcMap Options，在弹出的对话框中选择“sharing”选项卡，勾选“Enable ArcGIS Runtime Tools”。 最后，在File文件菜单中的“share as…”菜单下就多了一个选项“Tile Package…”，选择该菜单，弹出“Tile Package”对话框，设置各个标签页中的参数，基本都和发布ArcGIS for Server地图服务时的参数相同，填写完成后点击“Analyze”，如果报错则根据错误提示重新修改各个参数，最后点击Share，开始制作切片数据。相关操作步骤如图1至图7所示。

3.2 底图数据加载

1)底图：运用MapView的addLayer方法加载LocalTitleLayer(离线切片数据)，MapView能自动读取地图各类数据并将本地切片数据加载到地图窗口。

2)树木点、小斑区域、GPS点显示图层：将SQLite数据库中存储的数据读出，存储到单独的GraphicsLayer 运用MapView的addLayer方法加载显示。

3.3 工具

1)图层控制：在图层控制Fragment中通过getActivity获取父界面控件，再通过findViewById方法获取MapView控件，由MapView的getLayer方法得到对应的切片数据图层与Graphiclayer图层，通过图层的setVisible方法即可实现图层能见控制功能。

图1 切片源数据Fig.1 Slicing source data

图2 勾选选项Fig.2 Checking the option

2)GPS定位：通过getSystemService方法可以得到LocationManager，通过LocationManager的requestLocationUpdates方法可以设相应位置变化监听的最短时间间隔和最小距离间隔。在onLocationChanged函数中可获得当前位置的GPS经纬度信息。

①位置：由当前定位点坐标生成Point，由MapView的centerAt方法，地图移动到定位点。

图3 添加MXD描述 Fig.3 Adding MXD description

3)切换底图：打开存放底图切片的文件夹，遍历文件夹内切片数据，由底图名称生成RadioButton，添加到RadioGroup中完成底图数据的显示，选中要加载数据后由RadioButton对应的文件名和所在路径生成LocalTitleLayer加载到MapView，重新加载刷新主窗体，完成底图的切换。

3.4 绘编

1)绘制：长按屏幕，有MapView的setShowMagnifierOnLongPress方法显示长按区域的放大效果图，移动选择要绘制点位置，得到点击点的屏幕坐标，由MapView的toMapPoint方法，将屏幕坐标转换为地理坐标，将地理坐标点生成SimpleMarkerSymbol后添加到GraphicLayer完成点的绘制与显示，如果继续绘制点，将点连接成面完成小斑区域的绘制。

图4 勾选Enable ArcGIS Runtime ToolsFig.4 Checking Enable ArcGIS Runtime Tools

图5 制作切片底图Fig.5 Making slicing base map

图6 正在制作切片 Fig.6 Slice is making

图7 切片制作完成Fig.7 Slice is complete

2)保存：判断当前绘制图形的状态，如果只有几个点，保存为树木点，如果大于等于3个点绘制的为面，保存为小斑区域。双击屏幕或点击保存按钮，运用startActivityforResult跳出属性信息完善窗口，完善属性信息后，首先通过SQLiteDatabase的getWritableDatabase获得事前生成的可写数据库，再通过自己编写的GeometryToWKT方法将当前定位点转化为WKT字符串存储，完善对应属性信息，通过getWritableDatabase的insert方法将所有信息存入SQLite数据库，最后关闭可写数据库就完成数据的入库操作。

3)撤销：点击撤销按钮删除绘制的最后一个点；点击绘制图形某一点则删除该点。

4)点选：通过GraphicLayer的getGraphicIDs方法获取当前点击位置所有在一定容差内的Graphic对象，通过Geometry的getGeometry方法，得到选中对象的坐标，由坐标作为查询的关键字，得到数据库中对应的对象。

5)编辑：通过编辑窗口将编辑好的集合体重新封装为Graphic,最后通过graphicsLayer的updateGraphic方法实现显示上的更新。通过SQLiteDatabase的getWritableDatabase获得事前生成的可写数据库，通过getWritableDatabase的update方法以点选过程中生成的_id为关键字，找到数据库中对应的数据条目，更新条目完成数据更新。

3.5 管理

1)树木点与小斑区域数据统计信息的显示：自定义RefreshStatistics方法，方法中通过SQLiteDatabase的getReadableDatabase方法得到只读数据库，通过只读数据库的query方法可获取所有数据的Cursor对象，读出其中所有的统计信息，经过简单的统计计算，将统计结果加载到对应Label完成数据的简单统计和显示。每次完成数据的入库或者删除操作，调用RefreshStatistics方法，实现实时统计结果刷新显示。

2)数据遍历与删除：针对不同的SQLite数据格式设置不同的ListFragment布局用于数据显示，通过getReadableDatabase方法获得只读数据库，通过只读数据库的query方法获取数据集合Cursor，利用SimpleCursorAdapter生成适配器，将适配器利用setListAdapter方法绑定到ListFragment即可实现数据显示。长按条目，可通过_id找到对应的数据库中存储数据，并选择是否进行删除操作。

3)数据导出：使用jxl库，遍历数据库中存储的数据后，将数据写入Excel完成数据转移。

4 系统特点

1)所有数据均实时存储到数据库，即使程序出现BUG数据不会丢失；

2)绘制保存标记操作简便，将尽量多的操作从按钮中解放到手势操作；

3)自动分类信息统计，自动读取当前数据库中数据，分类并进行数据统计。

[1] 高贤强，姚江河.新疆南疆地区牧草病虫害资源库平台的设计与实现[J].湖北农业科学，2015(10):2497-2499.

[2] 查东平，林辉，孙华，等.森林资源信息外业采集移动平台关键技术研究[J].中南林业科技大学学报，2012(9):32-36.

[3] 黎曦，汤丽琼.手持低精度及高精度GPS在林业调查中的应用研究[J].安徽农业科学，2012(23):11908-11910.

Platform and Technology of Forestry Survey Information Collection And Processing

LI Xi1, HUANG Haihong1, ZHANG Xinnai2

(1 Jiangxi Environmental Engineering Vocational College, Ganzhou, Jiangxi 341000, China; 2 China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu221008, China)

It’s very important in forestry production to timely obtain reliable forest resources information, understand the condition of forestry resources and know about the dynamic information. The traditional forestry survey, including positioning, collection and recording the various forest investigation factors and data processing, is extremely difficult. This research puts forward a solution to apply GIS and GPS in the mobile platform PDA with the specific introduction about the process of the system development and implementation. The system has the characteristics of safe data storage, easy operation, automatic statistics and classification for information.

forestry Survey; information collection; data processing; system development; making slicing data; loading base map data

2017-05-10.

江西省2013年科技支撑计划项目20132BBF60082:基于全站仪、GPS、GIS技术的造林绿化“一大四小”工程暨林业信息平台建设研究.

黎 曦(1971-)，男，江西赣州人，教授.主要从事测绘、森林调查的教学与科研工作.

10.3969/j.issn.1671-3168.2017.05.009

S7;TP391

A

1671-3168(2017)05-0046-06