（森林经理学专业论文）基于移动GIS的森林资源野外信息采集与发布.pdf

摘要：信息技术的飞速发展为现代化林业事业的建设和发展提供了新的动力，如何将 现有信息技术合理的应用到林业生产和建设，充分发挥科学技术在林业行业的应用并 转化为生产力，是当前林业发展的重要方向和任务。 本论文以移动g i s 为基础，通过集成无线数据通信技术、i n t e m e t 技术、计算机 软件开发技术，提出了一套以野外空间数据采集为目的，并能实现野外空间数据采集 部份与中央控制服务器的无线连接和数据交换、互联网上实时发布野外g i s 信息的跨 平台、多技术集成的野外森林资源信息采集及互联网准实时发布系统。并以西南林学 院校园树木病害信息采集为例，对该系统的功能、结构和实现过程进行了详细描述。 论文研究内容为林业野外数据采集、修改、统计分析及发布提供了一套完整的解决方 案，并初步实现了以下几点系统功能： ( 1 ) 在野外数据采集端实现了对森林病虫害的点、线、面状空间信息采集。并 可通过定制好的移动端界面和信息采集项目，快速实现野外数据的采集； ( 2 ) 依据用户实际需求实现了对野外非病虫害数据的点状数据、线状数据及多 边形数据的采集； ( 3 ) 在野外数据采集端与中央控制服务器端实现了数据的无线传输； ( 4 ) 中央服务器端根据所收集到的数据进行服务配置并在互联网上发布； ( 5 ) 普通互联网用户在线访问中央服务器端发布的信息； ( 6 ) 野外数据采集端实时更新中央服务器端配置的a r c i m s 地图服务。 全文共分为五章，第一章主要阐述了论文选题的背景、国内外相关研究及发展情 况，以及本研究的特点，第二章介绍了系统的开发目标，并对所涉及到的关键技术进 行了介绍和说明，第三章对整个系统进行了分层设计，并对各个层所构成的模块进行 了介绍，第四章以“校园林木病虫害数据采集与发布”系统为目标，初步实现了系统 功能，并对系统实现过程中的各个功能模块进行了详细的介绍和说明，第五章对本文 的研究进行了概括和总结，在肯定了现有研究成果的前提下指出了本研究所存在的问 题和不足，并提出了下一步需要研究的工作。 本研究集成了g i s 、g p s 、g p r s 、i n t e m e t 等各类技术，目的是能实现森林资源 野外信息的实时采集与发布。可以预见，具备这一功能的野外信息采集系统在森林资 源信息采集、灾害事件应急处理提供决策支持信息等方面均具有较高的实用价值和应 用前景。 关键词：移动g i s 、a r c p a d 、信息采集、信息发布、嵌入式设备 a b s t r a c t ：w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , i tp r o v i d e st h en e w p o w e rt om o d e r nf o r e s t r yc o n s t r u c t i o n i th a sb e e nb e c a m e 锄i m p o r t a n td i r e c t i o na n d m i s s i o nt h a th o wt ou s et h ec u r r e n ti n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yf o rf o r e s t r yc o n s t r u c t i o na n d t u r ni t sp r e d o m i n a n c et op r o d u c t i v i t y b a s e do nt h em o b i l eg i s i n t e g r a t e dw i mw i r e l e s sd i g i t a lt r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y , i n t e r a c tt e c h n o l o g ya n dt h es o f t w a r ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y , t h et h e s i sp r e s e n t e da s y s t e mf o rf o r e s tr e s o u r c e si n f o r m a t i o nc o u e c t r i n gi nf i e l d ，i nw h i c ht h ed a t ac o l e c t i n gi n f i e l dc a nb et r a m m i t r e dt oc e n t e rc o n t r o ls e r v e rv i at h ew i r e l e s sd i g i t a lt r a n s m i s s i o n t e c h n o l o g y , a n dt h e nb ep u b l i s h e di ni n t e r a c ti nr e a lt i m e t h ea r t i c l eh a sn l a d ead e t a i l d e s c d p t i o no ft h es y s t e mf u n c t i o n s y s t e mc o n s t r u c ta n d r e a l i z a t i o np r o c e s sv i at h es y s t e m 一 p l a n td i s e a s e sa n di n s e c tp e s t si n f o r m a t i o nc o l l e c ti nt h ec a m p u so f s o u t h w e s tf o r e s t r y c o l l e g e ”。t h i sr e s e a r c hp r o v i d e dam u l t i t e c h n o l o g i e si n t e g r a t e ds c h e m ef o r f i e l df o r e s t r y i c s o u r c c si n f o r m a t i o n , f r o md a mc o h e c t i n g , e d i t i n g , a n a l y z i n g ，t ot h er e a l - t i m ep u b l i s h i n g s o m er u c t i o no f t h es y s t e mh a sb e e nr e a l i z e d ： ( 1 ) f o r e s td i s e a s e sa n di n s e c tp e s t si n f o r m a t i o nd i s t r i b u t e di ns l 1 a p oo f p o i n t ，l i n ea n d p o l y g o nc a l lb eq u i c k l yc o l l e c t e di nf i e l db yp r e d e f i n e dc o n t e n ta n di n t e r f a c e b a s e do n m o b i l ed e v i c e ； ( 2 ) a c c o r d i n gt ot h eu s e r sr e q u i r e m e n t , o t h e ri n f o r m a t i o na l s oc a nb ec o l l e c ti nf i e l d i ng i sf o r m a t so f p o i n t , l i n ea n dp o l y g o n ； ( 3 ) d a t ac a nb ew a n s m i t r e db e t w e e nf i e l dm o b i l ep a r ta n dc e n t e rc o n 仃o ls e r v e rv i a w i r e l e s sd i g i t a lt r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y ； ( 4 ) a f t e rr e c e i v i n gd a t a t h ec e n t e rc o n t r o ls e r v e rw i l lc o n f i g u r et h es e r v i c ea n d p u b l i s hi t0 ni n t e r n e t ； ( 5 ) f i e l dw o r k e rc a na c c e s st h ei n f o r m a t i o nr e l e a s e db yc e n t e rc o n t r o ls f f f v e ro n l i n e ； ( 6 ) f i e l dm o b i l ep a r tc a l lu p d a t et h e a r c i m sm a ps e r v i c ei nr e a l - t i m e t h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so nt h ef o l l o w i n gf i v ep a r t s ：t h ef i r s tp a r te x p o u n dt h e b a c k g r o u n da b o u tt h i sr e s e a r c h , s o m er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n ts i t u a t i o na b r o a da n d i n t e r n a la r em e n t i o n e d , a n di n t r o d u c e dt h es p e c i a l t yi nm yp r o j e c t t h es e c o n dp a r t i n t r o d u c e dt h ep r o j e c tt a r g e t , a n dt h ek e yt e c h n o l o g i e s t h et h i r dp a r td i v i d e dt h es y s t e m i n t os e v e r a ll a y e r , a n de v e r yl a y e rw a sc o m p o s e do f $ o m em o d u l e ，e v e r ym o d u l ew a s i n t r o d u c e di nt h i sp a r t t h ef o u r t hp a np r e s e n t st h ec a s es t u d y - - c a m p u s sp l a n td i s e a s e s a n di n s e c tp e s t s i n f o r m a t i o nc o l l e c t i n ga n dp u b l i s h i n gs y s t e m m o s to ft h ef u n c t i o nw a s f i n i s h e di nt h i ss y s t e m ，a n dt h ed e t a i lp r o c e s so fe v e r ym o d u l er e a l i z a t i o nh a sb e e n d e s c r i b e d as u m m a r i z a t i o nw a sm a d d ei nt h ef i f t hp a r t ，t h ep r o b l e ma n dd e f i c i e n c ya l s o w a sp r e s e n t ，a n dt h ef o l l o w - u pr e s e a r c hw o r kh a db e e np o i n to u t t h i st h e s i si n t e g r a t e dt h eg i s ，g p s ，g p r s ，i n t e r a c ta n ds o m ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h ea i mi st oc o l l e c ta n dp u b l i s ht h ef o r e s ti n f o r m a t i o ni nr e a l - t i m e i tc o u l db ef o r e s e e n t h a tt h ef i l e di n f o r m a t i o nc o l l e c ts y s t e mw i l lh a v em o r ep r a c t i c a lv a l u ea n da p p l i c a t i o n f o r e g r o u n df o rc o l l e c t i n gf o r e s ti n f o r m a t i o na n dp r o v i d i n gt h ei n f o r m a t i o ns u p p o r tt o p o l i c yd e c i s i o nm a k i n gf o re m e r g e n c yd i s a s t e ra f f a i r s k e yw o r d s ：m o b i l eg i s ，a r c p a d ，i n f o r m a t i o nc o l l e c t i n g ，i n f o r m a t i o np u b l i s h ，e m b e d d e d d e v i c e 声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名：丝垒日期：丝2 ：! 兰 关于论文使用授权的说明 本人同意：西南林学院有权保留论文的复印件，可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文；提交论文一年后，允许论文被查阅和借阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：i 堕出蔓导师签名：日期：銎丑笪! ! 竺 1 绪论 1 绪论 1 1 论文选题的目的及意义 社会信息化进程的加快，促进了当前社会各个行业对空间信息需求的不断扩大； 而无线网络技术与空间信息技术的结合又促进了移动g i s 技术的产生和发展。由此， 在当今世界飞速发展的信息技术领域，如何有效的将信息技术发展的成果应用到各行 各业，将在一定程度上影响并决定了各个行业的发展状况。 自从“数字地球”的概念从被提出以来，特别是从上世纪9 0 年代中期美国实施 的全球信息战略以来，“数字地球”被推向了新的高潮。于是，国内外“数字地球”、 “数字城市”、“数字林业”等提法竞相提出，信息技术在各行业的应用进入了一个新 的高潮l ”。我国林业信息化建设也自2 0 0 1 年6 月4 日国家林业局局长周生贤在全国 林业科技大会上提出全面推进“数字林业”以来得到了更大的重视和发展。 “数字林业”即用数字化的手段来处理整个林业建设和生产的全过程，是对林业 静态、动态、分析决策等各种特征的统一的数字化表述与认识，它以林业数字化数据 为依托、用宽带网络连接各分布式数据库、以虚拟现实技术为特征、具有三维显示和 无边无缝多级分辨率浏览的开放系统。静态特征包括基础数据、林业专业知识、科研 成果、人才等，动态特征包括林地、森林、林木、湿地、荒漠等资源及相关环境和人 为经营活动信息，分析决策特征包括林业各种信息的自动提取、统计分析、辅助决策 等信息。其目的就是为林业行业构造一个统一的、立体的开放式信息集成系统，推动 营林、森林保护、林业管理、林产工业等技术的信息化进程，为林业和全社会提供信 息服务，通过加大科学技术在林业生产领域的研究和应用从而更大程度的实现森林资 源的经济效益、生态效益和社会效益。 遥感( r s ) 、地理信息系统( g i s ) 和全球卫星定位系统( g p s ) 三者构成了我 们通常所说的“3 s 技术”，“3 s 技术”的发展和计算机软硬件发展的日新月异，极大 地促进了资源环境管理的信息化、网络化、数量化和模型化进程，使得这些信息技术 在资源环境规划、动态监测和评价等方面发挥了重要的作用，进行资源的动态监测从 而辅助科学决策是信患技术的又一大舞台? 当前，随着“3 s ”技术、网络技术、计算 机技术等现代信息技术的迅速发展，极大地促进了森林资源经营、管理、利用的信息 1 基丁移动g i s 的森林资源野外信息采集与发布 化、网络化、数量化和模型化进程。因此，如何及时全面准确地了解与森林相关的各 种信息也由于现代高新技术的发展而交得触手可及。网络g i s 、移动g i s 等新技术从 上世纪末开始出现到现在已得到了巨大的发展，并将地理信息系统的实用性、实效性 大大增强。 个人数字助理( p d a ) 是近来继传呼机、手机之后，迅速崛起的新兴电子消费性 产品，即智能电脑工具，就其扩展意义上来讲，它是供人们沟通、连接和互动的移动 数字设备，集计算、电话、传真和网络等多种功能于一身，尤为重要的是，这些功能 都可以通过无线方式实现。通常，狭义的p d a 是指电子记事本、电子词典等；广义 的p d a 则主要指掌上电脑、手持电脑和智能手机，也包括其他类似功能的小型数字 化设备。目前，p d a 从最初的实用型转向时尚型，开始向电脑、手持设备靠近。目 前国内p d a 产品已由各专业领域及高级白领阶层的“游戏机”的角色逐步走向各行 各业以及广大普通老百姓1 2 j 。这一点为本项研究及今后的推广保证了充足的用户基 础。 信息技术的发展是“数字林业”建设的基础和保障，在当前林业生产过程中，传 统的野外数据采集方式主要还是停留在使用野薄进行记录，由于记录内容随意、记录 格式不规范、野外的使用不方便等情况将对所采集数据造成较大的人为误差。更重要 的是，获得的数据主要是文本和数字型的，缺少重要的空间图形信息，这种传统的野 外数据采集方式已不能满足现代林业对空间信息的需要。 因此，将移动g i s 、网络g i s 等新技术结合p d a 手机应用到森林资源野外信息 调查中将成为数字林业获取空间信息的重要方式，并将大幅提高野外信息采集的工作 效率，目前，这方面的研究已经成为了g i s 技术在林业应用中的一个热点。 本文根据现有的技术发展水平，结合野外森林资源信息采集的特点，提出了一套 基于移动地理信息系统、p d a 手机、i m e m e t 平台，充分的发挥和整合地理信息技术、 计算机软件开发技术、全球卫星定位技术及无线数字通讯等高新技术在森林资源的经 营管理领域的应用，设计一套以野外数据采集为中心，与实验室中央控制服务器实现 无线连接并且在互联网上实时发布野外g i s 信息的一个跨平台、多技术集成的野外森 林资源信息采集及互联网准实时发布系统，为林业野外数据采集及发布提供一套完整 的解决方案，并以“校园林木病虫害数据采集与发布”为例对整个系统进行设计与开 发并初步达到预期效果。 1 绪论 1 2 研究现状 地理信息系统( g i s ) 自2 0 世纪6 0 年代由加拿大测量学家r e t o m l i n s o n 提出并 建立以来，经历了4 0 余年的发展，并已经渗透到生产生活的多个领域。随着计算机 技术以及通信技术的发展，传统的地理信息技术出现了许多弊端，基于单机的地理信 息系统是孤立、封闭的系统；数据难以即时更新；无法直接进行应用系统之间的数据 共享：系统无法移动，时效性差口】。因此，称动g i s 和网络g i s 的出现成为了g i s 发展的趋势。 g p s 与g i s 在国外发展方兴未艾，g p s 和g i s 两大技术相互融合，在多个领域 都有应用，例如野外勘查、城市规划、精细农业、数字林业等。 1 2 1 移动g i s 的发展现状 1 2 1 1 移动0 1 5 在国外发展情况 g i s 市场的领头羊e s 砒公司、i n t e r g r a p h ，a u t o d e s k 公司站在m o b i l eg i s 技 术的前沿，和其它公司一起，纷纷推出了能发送地图、工程数据、信息、图片到各种 具有无线通讯接口的手持设备上的软件架构，包括p d a 、移动电话、膝上电脑等。 ( 1 ) e s r i 公司的移动制图和g i s 软件a r c p a d 。e s 砒公司成立于1 9 6 9 年， 是世界最大的地理信息系统技术提供商。a r c p a d 是它推出的基于移动设备的制图和 g i s 的嵌入式地理信息系统软件，a r c p a d 通过手持或移动设备为野外用户提供数据 访问、制图及g i s 分析、o p s 集成等功能。a x c p a d 可以作为一个独立的产品运行， 也可作为e s m 的a r c i m s 的一个客户端，和g p s 集成后，a x c p a d 能够使野外移 动用户实时获取他们的位置，登录数据库获取该地区有关的资料。 ( 2 ) i n t e r g r a p h 公司的i n t e l l i w h e r e 解决方案。i n t e r g r a p h 公司在图形解决方 案方面具有世界级的领先地位，它有2 5 年设计和创建高端图形硬件和总控软件的历 史，它推出的i n t e l l i w h e r e 以i n t e r g r a p h 公司久经考验的g e o m e d i a 技术为基础， 是一套基于位置的智能软件，用来开发广泛的实时的基于位置的服务程序( l b s ) 。 i n t e l l i w h e r el o e a t i o n s e r v e r 是与特殊地理位置有关的发送和接受信息的软件开发平 台。它接受由任何应用发出的x m l 查询，使用强大队列的地理空间信息和数据管 理功能，处理这些请求并发送基于位置的地图。i n t e l l i w h e r eo n d e m a n d 是为应用于 3 基- 丁移动g i s 的森林资源野外信息采集与发布 掌上电脑的低成本、使用便捷的软件。它包含桌面控件，可以为野外工作抽取资产管 理和g i s 数据。同时通过向i n t e l l i w h e r el o c a t i o n s e r v e r 发送请求，可自动获取数 据库中的信息。 ( 3 ) a u t o d e s k 公司的移动企业解决方案a m o d e s ko n s i t e 在旅途、现场处 理数字化设计数据的专业人士需要移动技术，而a u t o d e s k 正走在这一技术的前端。 它是一套既方便又可携带的数字化、高效的移动设计工具，扩展了数字化设计数据的 使用范围。解决方案提供两套移动组件，以应对用户的需求： a u t o d e s ko ns i t ev i e w 是单机的移动设计浏览工具。它可使人们以电子方式浏览 a u t o c a d 、d w g 和d x f 图形，利用a u t o d e s ko n s i t ev i e w 强大而简便的注记和量 算工具，可以在十分精确的位置上，附加文字或声音注记，进行图上量算。a u t o d e s k o n s i t ev i e w 提供与a u t o c a d 及a u t o d e s km a p g u i d e 数据集的强大互操作能力，更 可与a m o c a d 产品家族交换标记信息，包括v o l o v i e w ，从而使所创建的标记数据 能够与设计流程无缝集成。 a u t o d e s ko n s i t ee n t e r p r i s e 可定制的企业级解决方案，它结合了a u t o d e s k s m a p g u i d e 网络制图技术和新近发布的a u t o d e s k g i s d e s i g n s e r v e r ，帮助 企业向移动设备传送交互式地图和设计信息等。 1 2 1 2 移动g i s 在国内发展情况 近几年，国内g i s 软件不断创新并逐渐成熟、应用面不断拓展，融合其他信息 技术，应用也逐渐普及。国内许多企业推出了自主的应用于移动设备的g i s 软件： ( 1 ) 武汉吉奥信息工程技术有限公司的g e o m o b i l e 。g e o m o b i l e 是由武汉吉奥 信息工程技术有限公司自主研发的基于c o m 模型的嵌入式g i s ( e m b e d d e dg i s ) 开发平台。g e o m o b i l e 具有精练的内核和极高的浏览速度，高效的数据压缩比，有效 解决了地图数据量与各种移动信息设备存储空间有限的矛盾。它以c o m 对象方式 为用户提供一套新嵌入式g i s 开发机制，基础功能强大，二次开发能力强。无论是 二次开发商，还是最终用户，均可以利用这一平台快速地开发具有自己特色的g i s 、 g p s 应用系统和发展新的产品。 ( 2 ) 北京慧图信息科技有限公司的掌上电脑g i s 开发包( p o c k e t m a ps d k ) 需 要自己开发掌上软件的用户，可以使用慧图p o c k e t m a p 的二次开发包进行开发。针 对动态库和开发控件，慧图提供详细的接口开发函数说明和源程序框架可以轻松搭建 l 绪论 自己的应用平台。开发包包括以下三个组件：p o c k e t m a pg i s ，p o c k e t m a pg p s 和 p o c k e t l v l a ps m s 。 ( 3 ) 北京灵图软件技术有限公司的嵌入式电子地图软件s m a r ti nh a n d 具有精 练的内核( 不到1 5 0 k ) 和极高的浏览速度，近1 0 倍的数据压缩比，完美地解决了 地图数据量与各种移动信息设备存储空间有限的矛盾。同时在运行时为零内存占用， 与地图数据的大小无关。s m a r ti nh a n d 保持灵图软件产品实时、扩展性强的特点， 为g p s 导航开发了专门的自导航模块，可以通过串口、u s b ，p l u g i n 设备内层驱动 读取g p s 接收设备的定位信息，实时显示当前位置。 ( 4 ) 北京超图信息技术有限公司的嵌入式g i s 开发平台e s u p e r m a p e s u p e r m a p 是超图公司自主研制的嵌入式g i s 开发平台。利用它可以为嵌入式设备 快速地开发和构建各种g i s i g p s 应用系统，如p d a 上的g i s 应用和卫星导航终 端应用等。e s u p e r m a p 支持w m d o w s c e c e n e t 、n t 、2 0 0 0 、x p 、9 x 等操作系统 和p a l m - s i z ep c ，p o c k e tp c ，h a n d h e l dp c p r o ，h p c 2 0 0 0 和p o c k e t p c 2 0 0 2 等多种硬 件平台。 1 2 2 w e b g i s 的发展现状 1 2 2 1w e b g i s 在国外发展情况 a r c m 4 s 是e s r i 公司的新一代互联网地图服务器系统，它可以在w m d o w sn t 和u n i x 环境下运行，为网上地理信息系统的数据交换建立一个公共平台。a r c l m s 不仅仅是一个i n t e r n c t 上的制图解决方案，更重要的是它提供了在i n t e m e t 上实现 g i s 分布能力的框架。作为一个发布技术，它具有广泛支持e s r i 客户的能力：作为 一项服务技术，它包括了大量e s r i 服务器端技术并通过特定的客户提供了一个独一 无二的数据整合潜力。 m a p g u i d e 是a u t o d e s k 公司的网络g i s 产品，它为网上分发和设计地图提供了 一流的解决办法。使用它可以开发、管理、维护和布置g i s ，并能在广域网、局域网 上数字化设计数据应用。它支持更多的数据格式，包括d w g 并增加了应用开发的 灵活性。利用a u t o d e s k m a p g u i d e 标准的开发工具，还可以建造定制的应用系统，扩 展数据的价值。m a p g u i d e 易于布署，提供了对数据的直接访问，简化数据维护、推 进生产效率，减少数据发布成本。 基丁- 移动g i s 的森林资源野外信息采集与发布 m a p x t r e m e 是m a p l n f o 公司一个典型的基于服务器端的应用系统，它具有伸缩 性强、兼容性好、地图功能强大和开发简单、易于实现等特性，为开发人员在地图和 i m e m e t 方面进行应用开发提供了完备的方案工具。通过它用户可以在i n t e m e t i n t r a n e t 上发布基于电子地图的应用系统。所有的最终用户不需要专门的p l u g i n ，只 需在自己的机器上安装浏览器( 如m i c r o s o f ti n t e m e te x p l o r e r 或n e t s c a p e ) 即可访问 存放在服务器端的空间数据。此外，m a p x t r e m e 还提供了许多强大的地图化功能满 足用户的不同层次的需要，包括，专题图、缓冲区分析、对象( 地图) 编辑、绘制图 层、查找、图层控制、图层选择、访问各种数据源等，访问空间数据是m a p x t r e m e 的 一大特点【4 l 。 1 2 2 2w e b g i s 在国内发展情况 s u p e r m a pi s 是基于i n t c r n c t i n t r a n c t 的分布式g i s 产品。使用s u p e r m a pi s 既 可以使用户快速地建立i n t e r n e tg i s 网站，也可以建立基于i n t r a n e t 企业级网络g i s 应用系统。s u p e r m a pi s 采用开放式系统结构设计，基于组件式软件技术进行开发， 是一个功能强大的网络地理信息系统开发平台，能够提供不同层次的解决方案，全面 满足网络g i s 应用系统建设的需要。s u p e r m a pi s 采用了先进的x m l 技术，地图表 现能力丰富，非常易于开发，使用简单、操作方便。并采用先进的系统设计思路，具 有多级缓存结构，支持多台服务器群集，可以同时使用多种地图引擎协同工作，可以 编译执行并直接响应h t l 甲请求；具有多源数据访问、海量影像发布等企业级数据 存取能力，可以使用o r a c l e ，s q ls e r v e r 等存储空间和属性数据，通过i n t e r n e t 实现 对g b 级影像数据库的快速访问；支持租用型结构、适用于要求高度伸缩性的应用环 境。 m a p g i s i m s ( i n t e m e tm a ps e r v e r ) 是中地软件公司推出的新一代基于i n t e m e t 的分布式g i s 解决方案。对于最终用户，它提供了一种更为快捷、廉价的方式以获 取地理信息；对于高级用户，它还提供了更为丰富的管理工具来建立可缩放的、高效 的站点。m a p g i s i m s 遵循g i s 标准，采用分布式g i s 软件技术，基于i n t e r n e t 网 络，采用多层体系结构和几种分布式对象技术的综合使用( c o r b a ，d c o m 、j a v a ) 来为建立及发布地图信息提供了快捷的一体化解决方案。 地网软件g e o b e a n s 是由国家遥感应用工程技术研究中心独立开发的具有自主 版权的网络地理信息系统开发平台。该软件采用c l i e n t s e r v e r 结构完成服务器方 1 绪论 c m s e r v e r 和客户方c m e x p r e s s 等两个核心模块，同时包括图形转换、图形编辑、 图形发布三个整理与组织数据的服务模块。 g e o b e a n s 作为网络地理信息系统的软件开发平台，将先进的网络技术与地理信 息系统技术有机的结合起来，本着方便，快捷，有效，可靠的宗旨服务于用户，使用 户可以在较短时间内完成具有个性化服务的w e b g i s 开发，对于那些只熟悉编制网 页的一般用户来说，无需烦琐的编程过程，就可轻松构建一个w e b g i s 站点，对于 熟练掌握j a v a 编程语言，熟悉t c p i p 以及i n t e r n e t 的专业用户来说，g e o b e a n s 具 有很好的扩充性，通过编程可以扩充g e o b e a n s 所提供的功能，大大丰富自己的应用 1 4 】 1 2 3 我国野外森林资源信息采集技术的发展现状 目前我国在野外信息采集方面使用移动0 i s 等信息技术的应用虽然取得了较大 进展，但这主要表现在地质填图及室内计算机数字地质图件的编辑制图上，在农业、 林业方面的研究也逐渐增多，代表性的主要有以下几个： ( 1 ) 深圳职业技术学院3 s 研究中心集成了现代遥感r s 、移动地理信息g i s 、 全球卫星定位g p s ( 蓝牙g p s ) 、现代通信及微电脑( 多普达系列p d a 手机或常规 p d a ) 等高新技术开发的星源通掌上森林资源调查仪，主要应用于对森林资源的调查： ( 2 ) 中国林科院资源信息所g i s 室“基于p d a 的森林资源规划设计调查数据采 集系统的研究”( s t u d y0 1 1t h ep d a b a s e df o r e s tr e s o u r c e sd a t ac o l l e c t i o ns y s t e m ) 就 森林资源规划设计调查( 以下简称二类调查) 工作的需求，依据当前野外数据采集的 特点，将p d a 、g p s 、g i s 等技术进行综合集成，以北京二类调查工作为试点，研制 并建立了一套野外调绘和数据采集的应用系统。该系统的投入使用改变了传统的野外 调查方式，实现了数据采集自动化，大大提高了外业和内业的工作效率； ( 2 ) 国家农业信息化工程技术研究中心开发的“基于g p s 的便携式农田信息采 集系统e f i e l d s u r v e y l 0 ”。该系统是基于精确地理位置的农田信息采集是实施精准农 业的基础工作。c f i e l d s u r v e y l 0 是一种基于掌上电脑和d g p s 背央式g p s 设备的农 田信息采集系统该系统采用嵌入式g i s 开发组件，实现了掌上电脑环境下g p s 、g i s 功能的集成，能够采集农田地物分布和多种影响作物生长的环境差异性信息。通过扩 展定制开发，可以满足不同行业野外信息采集作业的需要，广泛应用于水力、地质、 通信通讯、电力、科学考察、铁路公路、城市建设、石油、海洋、林业、环保、旅游 基于移动g i s 的森林资源野外信息采集与发布 业等行业1 5 】； ( 3 ) 吉林省林业调查规划院开发的“p d a 在林业野外数据采集上的应用” ( a p p l i c a t i o no f p d a t of o r e s tf i e l dd a t ac o l l e c t i o n ) ，该系统在吉林省林业调查规划 院进行一类清查、二类调查、荒漠化普查和营林质检工作中采用了p d a 进行野外数 据采集。p d a 在林业野外数据采集上的应用，为科学、合理、准确地管理森林资源。 提供了一种采集数据的方法和手段，该系统能实现厘米级到米级的用户自定义点、线、 面要素的数据采集与更新，能进行文本、数字、日期、声音、图片等多媒体属性数据 的采集与更新，能与外接电子设备如测距仪、测深仪等联合作业实现偏心测量。该软 件支持a r c i n f 0 、a u t o c a d 、m a p i n f o 、m i c r o s t a t i o n 、g r a s s 等格式的数据。 可以实现g i s 与g p s 野外数据的双向转换，使将g i s 带到野外变为现实【6 1 。 相关的研究近来年成为g i s 在林业应用中的一个热点，而研究之外，相对成功的 进行了市场化动作，并经过实践考验的，完全利用于林业方面的野外数据采集的系统 则不多，相对成功的案例就是由深圳职业技术学院开发的星源通掌上森林资源调查 仪，该产品自2 0 0 4 年5 月上市以来，已在湖南、江西、浙江、广西、广东、四川、 重庆等省市的相关单位广泛应用，并得到了广大用户的好评【7 】。 该系列产品集成了移动地理信息( 3 i s 、全球卫星定位g p s ( 蓝牙g p s ) 、现代通 信及微电脑( 多普达系列p d a 手机或常规p d a ) 等高新技术，具有以下几方面特点： 可存储、显示海量遥感图像和扫描地形图； 具有台式机g i s 软件的基本功能； 可现场采集配准遥感图像的地砸控制点，并实时配准图像，以便进行动态导航 定位； 可内嵌林业( 森林资源调查) 、农业、国土、水利等行业的调查数据库； 实地高精度面积测量及地类属性自定义； 从对野外森林资源数据的采集方面来说，星源通掌上森林资源调查是一款专为林 业行业设计开发的成功的产品，但从目前信息社会的发展情况来看，除了对森林资源 野外信息的高效率采集以外，将所采集的数据进行实时发布也是一个很重要的环节， 这一点在面对像火灾、洪灾等一些自然灾害的情况下具有很高的实用价值。 因此，本文根据现有的技术水平，结合野外森林资源信息采集的特点，提出了一 套基于移动地理信息系统、p d a 手机、i n t e r n e t 平台，充分的发挥和整合地理信息技 术、计算机软件开发技术、全球卫星定位技术及无线数字通讯等高新技术在森林资源 的经营管理领域的应用，设计一套以野外数据采集为中心，与实验室中央控制服务器 i 绪论 实现无线连接并且在互联网上实时分布野外g i s 信息的一个跨平台、多技术集成的野 外森林资源信息采集及互联网准实时发布系统，为林业野外数据采集及发布提供一套 完整的解决方案，并以“校园林木病虫害数据采集与发布”为例对整个系统进行设计 与开发并初步达到预期效果。 1 3 研究内容及技术路线 自从三年前进入研究生阶段的学习开始，导师岳彩荣教授就根据我的个人情况为 我指明了学习和研究的方向，因此，在就读的三年时间来，本人一直不断的以本文为 目的，对所涉及到的技术和知识分阶段进行学习，第一年主要是针对g i s 基础、森林 资源野外数据采集及w i n d o w sc e 环境下移动设备程序开发方面的学习，第二年主要 是针对相关移动g i s 和网络g i s 的学习，第三年则将前面所学知识进行充分的整合 进行毕业论文的撰写，本研究在充分了解和学习其他相关项目的研究后，结合本人实 际提出了以下几点研究目标： ( 1 ) 在p d a 手机上结合嵌入式设备程序开发，实现对点状数据、线状空间数据 以及多边形空间数据的采集； 本系统采用内嵌了w i n d o w sm o b i l e5 0 操作系统的d o p o dd 6 0 0p d a 手机做为 硬件开发平台，基于v b s e r i p 脚本语言并以e s r ia r e p a da p p l i c a t i o nb u i l d e r7 0 为软 件开发平台进行二次开发，系统运行和调试环境为e s & r e p e l7 0 。 ( 2 ) 通过现有商用无线通信网络将移动数据采集端采集到的数据实时发送到中 央服务器端； 系统采用w m d o w sp o c k e to u t l o o k 做为移动端的通信工具，在中央控制服务器端 则使用f o x m a i l 做为数据通信工具，基于中国移动通信公司在国内网络建设的成熟度 较高，并且其通信信号相对稳定，本系统选择的传输途径是中国移动现行的g p r s 业 务。 ( 3 ) 中央服务器端接收到来自移动数据采集端发送的数据后创建w e bg i s 网站 并将数据在i n t e m e t 网络上实时发布； 采用e s p da r c l m s 做为数据发布平台，使用a r e l m sa u t h o r 对接收到的数据创 建地图配置文件，再依次采用a r c l m sa d m i n i s t r a t o r 和a r c l m sd e s i g n e r 创建地图服 务和站点服务，最后利用w e ba p p l i c a t i o nb u i l d e r 创建基于a r c l m s 服务的地图服务 站点从而实现数据在i n t e m e t 网络上的发布。 9 基于移动g i s 的森林资源野外信息采集与发布 ( 4 ) 互联网客户端通过对w e bg i s 网站的访问而获得最新野外数据。 由于a r c l m s 所创建的w e bg i s 站点是基于h t t p 协议的，因此，普通桌面端的 互联网客户可以直接通过i e 浏览器对数据进行访问，而移动数据采集端的嵌入式设 备可采用p o c k e ti e 或a r c p a d 的“a r c i m s 互联网服务