基于Android的移动监察GIS平台研发.doc

1、1基于 Android 的移动监察 GIS 平台研发摘要：本平台是应用于国土、规划、环保、地质灾害和移动监测管理等现场选址、巡查及复核工作，建立的目的是使用计算机技术、GPS、RS 和 GIS 等技术，以新一代智能便携设备为硬件平台，基于Android 操作系统，构建一个集定位、分析、叠加、规划符合性判断、选址和统计于一体的综合业务移动 GIS 平台，并获得实时的空间数据支撑，从而大大提高工作的效率，减少由于主观选址或判断的重复操作和复杂程度，用以实现实时准确地掌规划的符合及变化情况，提高管理决策水平，为各级领导进行实时管理提供高效便利的服务，并为科学决策提供有效的辅助手段。该平台目前尚在部分

2、区县试验阶段，使用效果良好，具有广阔的推广应用前景。 关键词：移动监察；GIS；GPS；安卓（Android）作者介绍：许文峰（1976-） ，男，广东梅州人，国土管理工程师，研究方向：主要从事国土资源调查、地籍管理等工作 中图分类号：F062.3 文献标识码：A 文章编号： 一、引言 移动 3G 网络时代，智能移动设备已经成为当今人们生活中主流的掌上设备。在智能设备领域中，基于 Android 操作系统的手机/平板电脑凭借其强大的智能性已经成为人们的最爱，其内置的 GPS 功能模块更是给2人们的出行带来了极大的方便1-3。由于多方面的原因，我国各地国土部门选址、规划预审现场、地质灾害巡查等外

3、业工作的资料都以纸质图纸的形式携带，采用非电子化方式管理，具有找点难、携图多、无法现场叠加分析和计算、不能实时给出结果、操作分析难的缺陷，造成在国土规划和管理中的很多不便和浪费大量的时间。移动 GIS，是以移动互联网为支撑、以 GPS 智能手机为终端的 GIS 系统，是继桌面 GIS、WEBGIS之后又一新的技术热点，移动定位、移动 MIS、移动办公等越来越成为企业或个人的迫切需求，移动 GIS 就是其中的集中代表，使得随时随地获取空间信息变得轻松自如4。随着移动互联网的高速发展、智能手机/平板电脑的不断普及，移动 GIS 应运而生，并逐步成为 GIS 发展的一个热点5。基于移动 GIS 的移

4、动监察管理平台，硬件设备采用智能Android 平板电脑、手机，集成有 GPS 定位、照相、嵌入式 GIS、无线网络通信等功能，改变了以往传统落后的选址、预审现场、巡查技术。 二、Android（安卓） Android 是 Google 于 2007 年 11 月宣布的基于 JAVA 运行在 Linux 内核上完全为移动手持设备环境打造的开源操作系统，得到了 Open Handset Alliance(开放手持设备联盟)的支持，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件6-8。其有一个运行在 Linux 内核之上的模拟器，在保证 API

5、 兼容的同时，针对移动设备进行了最大限度的优化，使得应用开发者能够基于 Android SDK 平台利用 JAVA 编程语言开发在这个操作系统上不受系统制造商的限制的软件，设计出大量应用。Android 是3Google 重新设计了 Java 虚拟机和系统，使得 Android 的 Java 应用更接近于底层系统，效率更高；另外使用虚拟机技术使得 Android 的应用在被监控的情况下运行，安全性更高。Android 包括移动设备工作所需的全部软件，而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，具有平台标准化、用户可定制以及服务免费等特色。它是一个对第三方软件完全开放的平台，代码完全开源免费

6、。Android 的应用程序是用 Java 语言开发的，其编程语言完全开源免费，基于此平台，对此系统进行开发设计9-11。 三、移动监察 GIS 平台总体架构 本文提出的基于 Android 的移动监察 GIS 平台方案，是以新一代智能移动设备为硬件平台，基于 Android 操作系统进行移动监察 GIS 平台应用软件的开发。Android 是基于 Linux 内核的开源手机操作系统，早期由 Google 开发，后由开放手机联盟开发。它不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件1。 它采用了软件堆栈（Software Stack，又名软件叠层

7、）的架构，主要分为三部分：底层以 Linux 核心为基础，用 c 语言开发，只提供基本功能；中间件包括函数库和虚拟机，用 c+开发；最上层是各种应用软件，包括通话程序，短信程序等，应用软件则自行开发，用 Java 编写。本平台之所以基于 Android 操作系统进行软件设计，是因为它在底层和中间件开发的开放性，目前得到众多品牌智能手机和手持平板电脑的支持，加上移动通信服务商与智能手机厂家的合作，无需耗费精力自己去研发4硬件平台、操作系统和中层函数库，而直接将主要精力用于移动监察 GIS平台应用软件的开发层面，其架构图如图 1。 图 1 Android 系统架构 1、系统构成 本系统是应用于国土

8、、规划、环保等现场选址、巡查等部门，建立的目的是使用计算机技术、网络、GPS、RS 和 GIS 等技术，构建一个集定位、分析、叠加、规划符合性判断、选址和统计于一体的综合业务移动平台，从而大大提高工作的效率，减少由于主观选址或判断的重复操作和复杂程度，用以实现实时准确地掌规划的符合及变化情况，提高日常办公管理水平。为各级领导进行实时管理提供高效便利的服务，并为科学决策提供有效的辅助手段。 在整个系统构架中，采用了 C/S（Client/Server，客户端/服务器）和 M/S（Mobile/Server，移动终端/服务器）的混合解决方案，充分满足了用户的不同层次和功能的需要。在 C/S 结构下

9、，客户端采用.NET 开发，GIS 平台为各种类型桌面地理信息系统的平台，对整个平台的数据进行制作、分析、调试及配准管理，对 M/S 系统进行配置和管理，此部分功能主要针对平台管理员及有权限的用户。在 M/S 结构下，采用了基于Android(安卓)的智能终端进行现场移动办公，实时获取现在位置数据，5此功能适用于一般用户。 2、系统环境 1）操作系统：Android 2.1 或以上 2）硬件配置：512M 内存 Android 平板电脑，内置 GPS，存储卡 1G即可。 3）开发环境配置：软件开发环境的搭建方法，windows XPSP3 或WIN 7 操作系统下，首先需要安装 JDK，其次下

10、载并安装 Eclipse IDE、安装 ADT 插件、下载并设定 SDK；为获得地理定位信息，还选用了支持平台的 GPS 定位模块，见图 2。 图 2 Android 开发环境配置过程图 四、基于 Android 的移动监察 GIS 平台实现 1、平台功能实现 基于 Android 的移动监察 GIS 平台能方便的实现实时选址、现场预审并判断规划符合性、智能巡查、地质灾害点调查等工作，主要包括地图浏览、现场管理（包括我的位置、指定位置） 、距离量算、面积量算、规划符合性分析、兴趣点管理等内容，同时也包括放大、缩小、漫游，操作上类似使用智能手机 Android/平板电脑。 我的位置：定位“我的位

11、置” ，点击“我的位置”按钮，在有 GPS 信号的前提下，可现场定位到用户当前所处的位置，可以在屏幕左下角查看到显示的坐标数据，免去了现场查找参考物，无法知道自己所处位置的情况，并通过右上角的罗盘可以判断自己所处的方位。 6指定位置：定位“指定位置” ，此功能适用于用户自己知道想要了解的位置的坐标，点击“指定位置”按钮，即可输入经纬度（度分秒）的方式准确定位的已知坐标的位置，查看现场情况，并通过右上角的罗盘可以判断自己所处的方位。 距离量算：先放大、缩小或漫游适当屏幕位置，点击“距离测量”按钮，在屏幕上点击想要测量的路线，点击量算即可，最后点击“计算”按钮即可知道测量的距离；点击“清除”可清除

12、点测量轨迹和测量结果。面积量算：先放大、缩小或漫游适当屏幕位置，点击“面积量算”按钮，在屏幕上点击想要测量的区域，点击量算即可，最后点击“计算”按钮即可知道测量的面积；点击“清除”可清除点测量轨迹和测量结果。规划符合性分析（叠加分析）：规划符合性分析功能是本系统的一个重要的模块，在规划符合性判断、分析和选址上有很重要的应用。比如说，在外业选址作业中，先通过 GPS 定位到了我当前的位置，初步确定了当前所处的区域后，通过切换地图，切换到影像图，可以点击“面积量算”按钮，测算选址区域的面积，此时所测量的线的轨迹还在，可以切换地图，比如规划图上，看这个地块的规划符合性情况，通过规划图的不同颜色和图例

13、即可大概知道规划的符合性情况，避免了选址工作的重复，而且可以实时获取地块面积及地类情况，大大方便了规划选址分析的工作。 索引图：进入惠阳区移动监测平台后，会看到“索引图” ，当你到底7所要考察的项目所在地后，用指头点击屏幕左上角的按钮“我的位置” ，即可知道我们当前说在的位置的镇街（开发区） ，点击相应镇街（开发区）的名字即可进入相应区域，即可开始看图。 返回：“返回” ，用于退出当前镇街（开发区） ，去选择别的镇街（开发区） ，看别的镇街（开发区）用地及项目情况。 2、平台特点 移动性：运行于各种移动终端上，与服务端可通过无线通信进行交互实时获取空间数据，可以随时随地进行空间信息服务，也可以

14、脱离服务器与传输介质的约束独立运行，具有移动性。 客户端多样性：移动 GIS 的客户端指的是在户外使用的可移动终端设备，其选择范围较广，可以是拥有强大计算能力的主流微型电脑，也可以是屏幕较小、功能受限的各类移动计算终端，比如 PDA、移动电话等等，甚至可以是专用的 GIS 嵌入设备，这决定了移动 GIS 应该是一个开放的可伸缩的平台（无需专用 GIS 平台） 。 动态（实时）性 ：作为一种应用服务系统，应能及时地响应用户的请求，能处理用户环境中随时间变化的因素的实时影响 ，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。 这也是移动 GIS 最大的特点 。 操作简单：通过安卓

15、智能设备进行操作，简单易用，容易携图，避免了现场选址巡查工作携带纸质地图的麻烦，而且可以进行实时叠加，方便简单。 五、关键技术分析与讨论 8通过 1）到现场看影像图，观察现场情况并测算目标物距离、面积情况；2）然后可马上切换到规划图，叠加分析查看土地利用总体规划符合性情况；3）再叠加分析查看土地利用现状情况，判断其更新变化情况；4）最后切换到其他相关图，比如城市规划图上，看其城规符合性情况，这样整个现场选址马上就能有个初步结果，避免了规划上的重复工作,给用户很好的印象。但是在实际研发过程中，本平台是不基于任何 GIS 平台和其他引擎，完全自主开发，所以对于海量数据的处理上有一定的局限性，而且是

16、本项目的研发的关键技术之一，如何解决这个问题呢？本项目采用的是分区域切片的方法，虽然不能完全和原始图像一样清楚，但也能初步满足当前的用户要求；再一个关键技术问题就是数据的坐标配准问题，本项目采用的是多点坐标配置法，但是对于不同的区域，采用采集局部标志点再配置的方法，对于大区域有一定的误差，小区域范围的图件，准确性较高，希望在后继的跟踪研究中有所突破。 实践证明，融合 GIS 技术、GPS、RS 和移动监察的广地携图移动监察GIS 平台的研发建成及投入使用，很好地解决了国土、规划、环保、地质灾害调查和外业携图调查等工作的便利性和实时性，满足国土、规划、环保管理等领域的外业实际需要，实现国土、规划

17、、环保外业无纸化、便利化和实时化、决策分析科学化，成为其日常业务运作体系的技术基础，已经取得了显著的应用效益，得到用户的好评。但是系统在精确定位和数据综合集成方法等方面还有需要进一步研究和探讨，数据维护机制有待于进一步建立。 参考文献： 91Reto MeierAndroid 高级编程M 北京：清华大学出版社，2010 2Burnette EdAndroid 基础教程M 张波，高朝勤，杨选，等译北京：人民邮电出版社，2009 3张超，王阿川，王智基于 J2ME 和 J2EE 的手机软件的研究J 黑龙江科技信息，2007( 3) ：21 4盖索林Android 开发入门指南M 2 版北京：人民邮

18、电出版社，2010 5刘必刚Android 通信模块的设计与优化D 武汉：武汉理工大学，2010 6舒贤华基于 Android 平台的手机 Web 地图服务设计D 大连：大连海事大学，2009 7林金池，胡大源Java 典型应用彻查 1000 例-数据库应用基础M 北京：科海电子出版社，2009 8郭宏志Android 应用开发详解M 北京：电子工业出版社，2010 9钱毅基于 Android 的电力通信无线巡视终端的方案设计J 电力学报，2011,26(1) ：60-63 10赵建勋基于 Android 平台的移动位置服务的开发与实现J 现代商贸工业，2010,22(20) ：271-273 11农丽萍，王力虎，黄一平Android 在嵌入式车载导航系统的应用研究J 计算机工程与设计，2010,31(11) ：2473-2476 10