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1、 第 1 页 共 14 页 移动 GIS 数据采集软件 解 决 方 案 2014 年年 11 月月 第 2 页 共 14 页 目录目录 第第 1 章章 关于本方案关于本方案 3 第第 2 章章 概述概述 3 2.1 项目背景 3 2.2 建设目标 3 第第 3 章章 需求描述及分析需求描述及分析 4 3.1 概述 4 3.1.1 需求分析目标 4 3.1.2 需求分析组织方式 4 3.2 需求描述 4 3.2.1 业务需求 4 3.2.2 性能需求 4 3.2.3 灵活性需求 4 3.2.4 数据管理需求 4 3.3 需求分析 5 3.3.1 系统涉众分析 5 3.3.2 功能需求分析 5 3
2、.3.3 系统操作流程 7 第第 4 章章 详细设计详细设计 7 4.1 技术架构设计 7 4.1.1 设计思路 7 4.1.2 设计原则 8 4.2 技术优势 10 第第 5 章章 项目实施方案项目实施方案 11 5.1 项目实施和管理 11 5.1.1 项目管理 11 5.1.2 项目计划 11 5.1.3 项目组人员配置 12 5.1.4 项目测试方案 13 第第 6 章章 技术支持和服务技术支持和服务 14 第第 7 章章 项目预算项目预算 14 第 3 页 共 14 页 第1章 关于本方案 本方案是移动 GIS 数据采集软件的解决方案。 主要用于表述对该项目需求的理解， 软件开发技术
3、方案和项目实施方案以及项目经费预算。 第2章 概述 2.12.1 项目背景项目背景 传统的与位置相关的数据采集是在纸质地图上标绘采集信息，然后在纸质的表格 中记录采集的相关属性信息。回到办公室后需要把采集的图形信息进行手工数字化， 同时把与其相关的属性数据录入数据库。随着 GIS、PDA 技术及移动互联网的飞速发 展和不断进步，使得与位置相关的数据采集不受时空限制，能够做到数据的实时采集 和上传。提高数据采集的质量和可用性。 移动数据采集软件是 GIS、GPS、RS、移动通讯、互联网、多媒体等技术的集成。 移动 GIS 为用户提供类似于桌面 GIS 系统的功能和服务。 开发一套通用的移动 GI
4、S 软 件，使其能够应用于国土、测绘、地质、农业、林业、海洋、环保、气象、石油等不 同行业的数据采集工作。移动 GIS 具有便捷、可移动等特点，这不仅能够带来了野外 位置信息采集工作的高效率，更带来了对野外数据采集，资源调查的技术方法和位置 信息管理思维方式的变革。 2.22.2 建设目标建设目标 项目建设目标：以具有一定 GIS 和 GPS 基础的外业数据采集人员作为用户，设计 一款移动 GIS 数据采集终端，主要侧重空间位置信息采集、资源调查等，能获取高精 度和准确性的位置信息。 第 4 页 共 14 页 第3章 需求描述及分析 3.13.1 概述概述 3.1.13.1.1 需求分析目标需
5、求分析目标 该章节的目的是规范化本软件的编写，旨在提高软件开发过程中的能见度，便于 对软件开发过程中的控制和管理，同时提出，移动 GIS 数据采集软件开发过程，便于 客户和程序员之间的交流、协作，并作为工作成果的原始依据。 3.1.23.1.2 需求分析组织方式需求分析组织方式 需求分析包含两部分，首先是需求描述，包括业务需求、性能需求、灵活性需求 数据管理需求。其次是需求分析，包括对系统涉众的分析，列举所有与系统有关的角 色，清楚的说明他们是如何看待和使用本系统的。接着以详细地描述系统的总体功能 需求。最后，描述本系统的操作流程，用于指导后面的应用层设计和开发。 3.23.2 需求描述需求描
6、述 3.2.13.2.1 业务需求业务需求 本系统是一个面向移动 GIS 行业用户的采集终端软件，本软件可以实现卫星的定 位，地图的显示和图层的管理，投影坐标系转换，采集点的保存，编辑和管理等一系 列功能，满足外业操作人员的采集任务。 3.2.23.2.2 性能需求性能需求 最耗时的 GPS 自动连接时间（端口扫描）不超过 1.5 分钟；底图加载速度要达到 50MB/s 。 3.2.33.2.3 灵活性灵活性需求需求 模块层次分明，尽量降低耦合度。 3.2.43.2.4 数据管理数据管理需求需求 要求单个采集数据大小不超过 2G(约 7000 万个点)。 第 5 页 共 14 页 3.33.3
7、 需求分析需求分析 3.3.13.3.1 系统涉众分析系统涉众分析 系统的最终使用者主要为外业采集人员，他们可以使用该系统完成野外的采集任 务。内业处理人员也可以使用该软件进行数据转换，投影转换等操作。 3.3.23.3.2 功能需求分析功能需求分析 1) 卫星卫星 系统可显示可接收空中卫星的分布状况、信号强弱和用户的经纬度坐标和时间、 经度、纬度、高程、速度、方向等信息。 2) 定位导航定位导航 系统能够通过锁定卫星后，用户的当前位置就以红箭头的端点显示在遥感图像或 电子地图上。系统可以调用百度地图、显示电子地图数据。 3) 地图操作地图操作 能够实现地图的基本操作放大、缩小、居中、移动等基
8、本操作。 4) 工程管理工程管理 支持工程文件的新建，删除，修改等。 5) 图层管理图层管理 底图图层管理 矢量数据图层管理：系统能够加载矢量数据图层。 影像图层管理：能够加载谷歌卫星影像、百度地图、各种空间分辨率的遥感图像。 影像数据支持 img、tif、瓦片等常用的影像数据格式。矢量数据支持 shp、DXF、 kml 等常用的矢量数据。 影像地图和矢量地图在 GIS 软件中预处理成系统支持的数据格式，然后直接拷贝 到系统安装目录文件的 MAP 文件下加载。 采集数据图层(数据集) 采集数据图层主要能完成新建数据图层，导入数据图层等功能，新建数据图层时 需要设置图层的基本信息，以及图层的字段
9、信息。 图层管理 图层管理主要实现图层渲染、图层信息编辑、图层删除。图层渲染支持设置图层 符号，图层标注、图层符号大小。图层编辑能够编辑图层的基本信息和字段信息。 第 6 页 共 14 页 6) 数据采集数据采集 数据采集主要分为点、线、面数据采集。点采集支持手绘采集、标绘采集、GPS 采集。在手绘采集中能够对点进行移动，删除等操作。在标绘采集中能够平移地图。 线采集支持 GPS 自动采集，手绘采集、航迹等功能。在采集过程中，能够进行反 向操作，采集的线能够进行移点、加点、删点、打断线、连接等操作。能把两条线连 接成一条线。 面采集支持 GPS 自动采集、手绘采集，。在手绘采集过程中支持方向采
10、集，在 GPS 轨迹采集中支持拐点操作。选择采集的面图层能够进行移点、加点、删点等操作。 支持分割面、共边、修边。能采集孤岛样的面，能进行相邻图层合并。 采集完成后能够进行属性信息的录入，能够完成拍照功能。 7) 坐标校正坐标校正 系统默认的是 WGS84 坐标系统，在实际的作业过程中，需要其他的坐标系统下 的坐标，这是需要进行坐标矫正处理。在新建项目的时候，需要把椭球与投影设置好， 进行坐标矫正的相关参数设置（四参数与七参数）。 8) 数据查询数据查询 打开数据查询界面，查询图层，数据以列表记录形式显示，在记录列表选择相应 的记录能够实现删除，输入查询条件能够查询出符合条件的记录。能够实现图
11、层信息 部分记录数据导出。 9) 数据导出数据导出 能够实现工程文件中所有采集图层的数据导出，选择导出目录，导出格式，选择 导出图层（可选择多个图层），支持 shp、DXF、kml、csv、gpx 格式。 10) 系统设置系统设置 系统支持多个采集数据的坐标系，包括 WGS84、北京 54、西安 80、国家 2000 坐标系。 设置采集数据的长度和面积单位、 坐标显示格式、 GPS 采样时间和间隔。 GPS 数据点捕获模式，根据 GPS 捕获点的个数取平均值。 第 7 页 共 14 页 3.3.33.3.3 系统操作流程系统操作流程 图 1 系统操作流程 第4章 详细设计 4.14.1 技术架
12、构设计技术架构设计 4.1.14.1.1 设计思路设计思路 移动端 GIS 平台本质上虽然是 PC 端地图平台的精简版，但其核心功能却一点不 少，总体分为数据引擎，投影转换，渲染引擎，地图管理，地图编辑，空间计算和分 析，工作空间管理等模块。 数据引擎、投影转换，地图管理、空间计算和分析以及工作空间管理相关的设计 思路和技术已经是很成熟的了，但传统 GIS 和大众 GIS 的设计思路还是大相径庭的。 针对于移动端采集的软件来说，更符合要求的是采用传统 GIS 平台的设计思路。 第 8 页 共 14 页 由于移动端 GIS 对用户体验要求很高，所以在地图显示效率和响应速度方面是很 苛刻的，针对这
13、点，我们在渲染引擎和地图编辑的设计方面不能采用传统的 GIS 设计 方案，应该结合大众 GIS 的地图渲染技术才能使地图显示效果更好和效率更高。 综上所述，只有结合传统和大众 GIS 的技术方案，才能做出一款实用、好用的移 动端地图采集软件。 4.1.24.1.2 设计原则设计原则 4.1.2.14.1.2.1 平台平台技技术架构术架构 Android 平台整体自底向上由以下四个层次组成：Linux 内核层、Android 运行时 库和其他库层、应用框架层、应用程序层等。 1) Linux 内核层内核层： Android 基于 Linux Version 2 . 6 . 23 内核开发的，主要
14、是 添加了一个名为 Goldfish 的虚拟 CPU 以及 Android 运行所需的特定驱动代码。该 层用来提供系统的底层服务，包括安全机制、内存管理、进程管理、网络堆栈及一系 列的驱动模块。作为一虚拟的中问层，该层位于硬件与其他的软件层之间。 2) Android运行时库和其他库层运行时库和其他库层： Android运行时库包含一组核心库 （提供了Java 语言核心库内的大部分功能）和 Dalvik 虚拟机。同时 Android 提供了丰富的库类支 持且大部分为开源代码，如采用的数据库为 SQLite。Android 选择它作为移动终端的 嵌入式数据库有以下优点，它无需安装和管理配置，它是
15、一个存储在单一磁盘文件中 的完整的数据库，体积小只有 250KB 但支持数据库大小至 2TB ，提供了对事务功能 和并发处理的支持，而且比目前流行的大多数数据库运行速度快。 3) 应用框架层应用框架层：在应用框架 Android 开发人员可以跟那些核心应用一样拥有访 问框架 APIS 的全部权限。应用的是结构化设计，其简化了各组件之间的重用，任何 应用都可以分发自己的组件，任何应用也可以使用这些分发的组件（应用的使用方法 需遵循框架的安全性约束）。 4) 应用程序层应用程序层：Android 本身会附带一些核心的应用程序，包括 E 一 mail 客户 端、短信程序、日历、地图、浏览器、通讯录等
16、等，目前所有的应用程序都是由 Java 语言开发的。 移动数据采集软件主要是在应用程序层进行开发， 上层主要是使用 java 开发界面， 底层使用 C+开发 GIS 核心功能模块。 第 9 页 共 14 页 4.1.2.24.1.2.2 总体技术架构图总体技术架构图 组 件 应 用 空间查询 动态定位 数据转换 数据工具 瓦片生成工具 地图数据引擎 地 图 内 核 投影转换 工作空间管理 地图组织管理 地图渲染引擎 数据转换 移动应用 数据采集 数 据 组 织 地图背景数据 矢量瓦片数据 栅格瓦片数据 地图渲染数据 动态业务数据 终端采集数据 业务共享数据 地图渲染数据 图 2 总体技术架构 4.1.2.34.1.2.3 技术架构说明技术架构说明 整个技术架构分为三大模块，数据组织、地图内核和组件应用等。 1) 数据组织：数据组织： 移动端数据组织分为背景数据和业务数据两类。 背景数据一般使用矢量或者栅格瓦片，如 google 地图或者百度地图的栅格瓦片， 使用矢量瓦片生成工具生成矢量瓦片。 业务数据一般指用户采集数据或者动态叠加的业务数据等。 第 10 页
