摘要:根据国土资源部全天候遥感监测试点工作需要，利用智能移动终端便携、高性能、移动定位的特性，设计开发了基于iOS移动终端的遥感监测数据采集系统。该系统能够直接进行外业数据采集，去除传统数据核查中制作工作底图、打印工作底图、手工记录属性数据等环节，在外业核查现场将图形或属性数据信息录入智能移动终端，随时可以将采集的数据上传，实现了在移动终端上“电子地图、数据采集、数据上传”的一体化作业模式，充分体现了“智能化、移动化、云端化、个性化”的设计理念，极大地提高了全天候遥感监测数据核查工作的工作效率，减少了工作量。
关键词:移动终端;遥感监测;数据采集
引言
变更调查与遥感监测一直是国土资源部的重点工作，针对每年一次的变更调查与遥感监测工作，南京市国土资源局开发了基于“一张图”的遥感监测数据填报系统，南京市国土资源局及各分局、国土所借助该系统高效率、高质量地完成国家下发的监测图斑核查工作。但该系统仅方便外业核查后内业数据的录入，不能满足工作人员外业实地核查的一些特定要求，如无法实时定位、需手工记录核查信息、现场拍摄的照片不能与监测图斑自动关联等。国土资源部于2015年1月起开展城市永久基本农田、城市开发边界等全天候遥感监测试点工作，南京市是9个试点监测地区之一。南京市作为全天候遥感监测试点城市，监测数据核查每季度进行一次，与之前每年一次的变更调查与遥感监测工作相比，监测数据核查工作更加频繁，时间紧、任务重、要求高，利用智能移动终端便携、高性能、移动定位的特性，设计开发基于移动终端的遥感监测数据采集系统迫在眉睫。本文结合南京市全天候遥感监测数据核查工作，针对遥感监测数据核查过程中的需求，设计开发了基于iOS移动终端的遥感监测数据采集系统，该系统包括采集、修改、存储、更新功能，实现了多客户端实时的现场数据采集、修改并提交至“一张图”数据库，使整个数据核查过程内、外业融为一体，高效快速地完成核查数据的采集，充分体现了“智能化、移动化、云端化、个性化”的设计理念。
1系统总体设计
遥感监测数据核查工作，主要核查监测图斑的基本情况、地类情况、规划情况、用地手续办理情况、转征收上报待批情况等，包括图斑的位置、用地单位、项目名称等信息。遥感监测数据核查人员在数据采集时，需要利用本系统进行一系列的操作，如实时定位、图层数据浏览、数据查询、数据采集、拍照等。遥感监测数据采集系统是以矢量底图、影像、土地利用现状、基本农田、建设用地、规划、土地权属和相应数据库等数据为基础设计开发的数据采集应用程序。通过对矢量底图、影像等数据切片处理，在移动终端加载切片处理后的矢量底图、影像数据，相关业务图层数据，在调查现场对遥感监测图斑进行数据采集，并能够对采集的数据进行管理和上报。在需核查图斑数量多、核查范围大的分县局，由多客户端进行现场数据采集、修改并提交到“一张图”数据库。
1．1系统总体框架
基于移动终端的遥感监测数据采集系统总体架构主要包括:移动终端层;移动网络传输层，利用电信运营商的VPN加密通道，提供终端与国土应用处理所需要的移动网络通信支持;网络接入/认证层，实现移动终端用户的接入和身份安全认证处理;移动处理层，由多个移动应用处理服务组成，处理来自移动终端层的实际业务处理请求;内网信息层，“一张图”数据库通过数据接口，为移动端应用处理提供数据处理。系统总体架构如图1所示。
1．2系统网络架构
本系统的整个网络主要由移动终端设备、无线网、局内部网3部分组成。移动终端设备通过无线3G网络和专用线路接入局网络，通过“一张图”数据库服务器，在线数据实时对“一张图”数据库进行数据访问，获取现势的业务数据。移动终端设备用于承载遥感监测数据核查客户端应用，采用无线3G和Wi－fi接入模式，根据遥感监测数据核查工作的需求，用户体验及易操作性，建议采用iPad作为实际使用的终端设备。无线终端设备通过运营商3G网络，链接到电信机房，电信采用专线方式和局信息中心机房进行链接，实现从移动终端到局信息中心的数据链接。局内部网采用防火墙、网闸等网络安全设备进行严格的网路以及数据控制，确保局内部网的绝对安全。系统网络架构如图2所示。从终端接入安全、传输安全、存储安全、运行安全、机制安全等方面保证数据的综合安全。为避免业务数据经过Internet带来风险，移动服务商专线与边界防火墙由移动服务商直接将专线接入至市局信息中心机房，通过专线链接，数据不经过Internet，从而在物理上保证了数据的安全。在局内部网络以及接驳电信网络时，系统为普通接入Internet的用户提供了可选的高强度的AES数据加密体制。SSL加密信道传输，是将南京市国土资源局指定的信任证书认证中心(CA)提供的数字证书，部署到手机端和服务器端，使得两端建立一个安全的网络传输通道。
1．3技术路线
本系统的技术架构设计如图3所示，表现层主要负责发送数据请求，解析返回结果并展示给用户。采用iOS原生开发技术，提供最好的兼容性，致力展示更完美的客户体验和数据表现。所有的移动终端请求都以服务的形式接收并发送到应用层进行处理，返回的数据经过加密传输至客户端，最后在终端展示。终端不缓存任何敏感数据，确保了业务的安全。该层采用．Net企业级架构，对终端提供WebService服务。应用层由各个部署在内网的应用系统组成，负责处理服务层发送过来的数据、业务请求。将处理结果以特殊格式返回至服务层。数据层采用Oracle11G大型后台数据库系统存储业务数据。采用ftp服务器存储文件数据。
2系统功能设计与实现
本系统的主要功能包括图层管理、数据浏览和属性查询、数据采集、GPS定位、数据管理以及数据入库等功能。系统开发的主要功能模块如图4所示。1)图层管理功能系统可加载经过切片处理后的影像数据、矢量底图等基础地理数据，土地利用现状、基本农田、建设用地、监测图斑等业务数据，并可浏览和查询。2)数据浏览、属性查询功能数据浏览功能包括漫游、放大、缩小和定位等功能，可满足外业人员的基本采集需求。属性查询功能能够满足用户对感兴趣图层或者地物属性查看的需要，帮助外业人员更好地了解数据信息。3)数据采集功能数据采集功能包括图形地块采集、属性采集、现场拍照3部分内容。图形地块采集有两种方式，一种是自动采点，即在现场采集地块时核查人员在实际地块的每个拐点点击手动采点按钮，系统会自动获取当前位置的坐标值，该地块的全部拐点位置采集完毕后点击完成采集按钮，将自动按照采集顺序把各个拐点坐标构面，并能够计算采集地块的面积。第二种是手动采点，即不需要获取设备定位的坐标信息，由核查人员参考影像进行现场地块的描绘，绘制后点击完成采集，将自动生成采集的地块，并计算该地块的面积。属性数据采集功能，核查人员可以对监测图斑属性信息进行采集编辑，移动端采集内容与PC客户端填报内容实现互通互见;支持对编辑图斑空间位置的查看，土地利用现状、基本农田、建设用地、监测图斑等相关业务空间数据的叠加查看;支持对监测图斑的查询，已采集属性信息、附件信息的查阅。现场照片采集功能，即调用设备上的摄像头现场拍照，支持连续拍照，拍摄照片自动与遥感监测图斑进行关联，服务端即时方便查看。此外，对拍摄的照片可以进行预览、查看原图和删除等操作。4)定位功能定位功能主要包括监测图斑查询定位和调查人员位置定位，其中，监测图斑查询定位是在查找框中输入相应的图斑编号，点击“搜索”即可查询到该图斑，点击该图斑信息即可定位到该图斑所在的位置。调查人员位置定位是现场核查图斑时，支持对当前位置在系统中的实时定位，方便显示待核查图斑与当前位置的方位。5)数据管理功能数据管理功能页面，可以通过图斑编号、项目名称、用地单位等条件进行已核查图斑的查询;默认情况下显示全部的已核查图斑。已采集数据列表中数据要根据已上报和未上报进行分类标示，未上报数据需支持直接点击上传按钮，进行数据上报。在数据未上报之前可以对采集的属性数据和现场照片进行编辑。已采集但是不准确或者不需要的数据，可以允许调查人员选中删除。6)量算功能基本的量算功能，包括距离测量、面积测量，可以更好地辅助外业数据采集人员完成数据的采集工作。7)数据入库上报功能在数据采集页面中，数据采集完成后可以点击数据上传按钮进行采集数据的上报;也可以在已采集数据页面中对未上报的数据进行数据上报操作。移动端和PC端中的监测图斑数据进行业务联动、互联互通，采集数据上报至服务器后，现场采集的数据在PC端界面也可以进行查看和编辑操作。
3系统应用情况
基于iOS移动终端的遥感监测数据采集系统建成后已在南京市国土资源局主城区分局投入使用，应用本系统后，南京市主城区2015年二季度遥感监测数据核查工作成效显著，能够快速完成督察局下发的2015年二季度监测图斑核查工作，借助移动终端的遥感监测数据采集系统，减少了大量人力、物力、精力的投入，人均核查工作时间减少60%以上，降低了工作成本。用户使用该移动终端采集系统后的体验如下:1)通过移动端进行数据采集，效率要比传统方式高;2)多客户端协同作业效率高;3)用户界面有待美化，离线数据响应速度较快，但在线数据响应速度慢需要优化改进。
4结束语
本文结合南京市全天候遥感监测数据核查工作，针对遥感监测数据核查过程中的需求，设计开发了基于iOS移动终端的遥感监测数据采集系统，本系统包括采集、修改、存储、更新功能，针对特定用户的需求，能够为遥感监测数据采集提供极大的便利，降低工作成本，提高工作效率。南京市国土资源局各分局工作人员借助本系统能够高经济类一级期刊效快速地完成核查数据的采集，为遥感监测数据核查工作提供强有力的支撑，充分体现了“智能化、移动化、云端化、个性化”的设计理念。
作者：马艳娜 唐华 柯红军 单位：南京市国土资源信息中
