7寸工業(yè)平板電腦森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查方案

1 相關(guān)技術(shù)概述

1.1 森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)
為了解決森林經(jīng)營單位的區(qū)劃界線，并在經(jīng)營管理范圍內(nèi)進(jìn)行或調(diào)整經(jīng)營區(qū)劃；各類林地的面積；各類森林、林木蓄積；森林資源有關(guān)的自然地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境因素，深圳市碩騰科技提出了基于7寸工業(yè)平板電腦的森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查方案。

1.2 “3S”技術(shù)
“3S”技術(shù)是遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（北斗）的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對(duì)空間地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理、空間分析、多方式表達(dá)、信息傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代化信息技術(shù)。7寸工業(yè)平板電腦作為“3S”技術(shù)應(yīng)用的平臺(tái)，以“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)，通過各種專業(yè)軟件為媒介工具，為實(shí)現(xiàn)二類調(diào)查信息采集的快速、靈活、準(zhǔn)確與及時(shí)更新發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

1.3 7寸工業(yè)平板電腦
工業(yè)平板電腦也叫工控計(jì)算機(jī)，是一種小型、方便攜帶的個(gè)人電腦，以觸摸屏作為基本的輸入設(shè)備，它擁有的觸摸屏允許用戶通過觸控筆或數(shù)字筆來進(jìn)行操作。7寸工業(yè)平板電腦作為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新產(chǎn)品，相對(duì)于筆記本電腦在某些方面具有明顯的優(yōu)勢: 具備三防屬性、可以手寫輸入、相對(duì)輕便小巧、電池續(xù)航能力更強(qiáng)、可以在移動(dòng)環(huán)境中進(jìn)行各種操作，能方便的接入無線網(wǎng)絡(luò)或者通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。目?寸工業(yè)平板電腦最主要的操作系統(tǒng)是Windows操作系統(tǒng)、Android操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)。Windows操作系統(tǒng)上手難度低，可使用的應(yīng)用軟件資源是目前所有操作系統(tǒng)中最為豐富的，它對(duì)硬件、軟件的兼容性也是最好的。但由于用戶在使用習(xí)慣上的慣性思維以及微軟公司在的產(chǎn)品戰(zhàn)略上的失誤，導(dǎo)致它無論從軟硬件配合還是使用感受等多個(gè)方面，都無法滿足用戶苛刻的要求，故7寸工業(yè)平板電腦只有部分采用Windows操作系統(tǒng)。Android系統(tǒng)是一個(gè)非常開放的系統(tǒng)，它不但能實(shí)現(xiàn)用戶最常用的筆記本電腦功能，又能夠?qū)崿F(xiàn)像手機(jī)一樣的各種具有特定指向性的操作，而且它是專門針對(duì)移動(dòng)設(shè)備而研發(fā)的操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)資源消耗、人機(jī)交互設(shè)計(jì)上都有著先天的優(yōu)勢。目前不僅在手機(jī)操作系統(tǒng)上處于主導(dǎo)地位，而且在7寸工業(yè)平板電腦市場上大部分機(jī)型也都安裝Android系統(tǒng)。

2 應(yīng)用推廣情況

2.1 桌面端程序開發(fā)
桌面端程序主要是作為Android系統(tǒng)下運(yùn)行的7寸工業(yè)平板電腦程序和計(jì)算機(jī)windows系統(tǒng)下運(yùn)行的內(nèi)蒙古自治區(qū)森林資源管理信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換的工具，同時(shí)能夠完成根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)調(diào)查區(qū)域各林班的數(shù)據(jù)派發(fā)，根據(jù)各調(diào)查小隊(duì)人數(shù)不同、調(diào)查區(qū)域不同靈活的分配任務(wù)。還可以根據(jù)不同的工作需要把內(nèi)蒙古自治區(qū)森林資源管理信息系統(tǒng)上設(shè)置好的數(shù)據(jù)字典導(dǎo)入7寸工業(yè)平板電腦中進(jìn)行小班因子錄入。

2.2 數(shù)據(jù)管理
二類調(diào)查任務(wù)涉及的數(shù)據(jù)格式較為復(fù)雜，在調(diào)查過程中，為了保證小班界線區(qū)劃合理，需要加載上個(gè)經(jīng)理期的二類調(diào)查數(shù)據(jù)、森林資源分布圖、林相圖、等高線和最新的行政區(qū)界線、遙感影像等數(shù)據(jù)，有時(shí)還需要加載多年度各種規(guī)劃調(diào)查設(shè)計(jì)的小班矢量圖層。為了有效的管理和使用這些數(shù)據(jù)，就需要7寸工業(yè)平板電腦程序能夠直接調(diào)用多種數(shù)據(jù)格式，匹配多源影像數(shù)據(jù)和對(duì)不同數(shù)據(jù)源進(jìn)行動(dòng)態(tài)投影實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的無縫集成。

2.3 圖層管理
圖層管理開發(fā)包括對(duì)各種矢量圖層進(jìn)行添加、刪除、顏色管理、標(biāo)注文字、圖層順序調(diào)整、放大縮小、全圖顯示等一系列操作。根據(jù)調(diào)查需要，針對(duì)工業(yè)平板電腦硬性條件開發(fā)了鷹眼圖模式，可以方便加載多張衛(wèi)片，提高了衛(wèi)片加載的效率。

2.4 地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院開發(fā)的7寸工業(yè)平板電腦程序采點(diǎn)取值使用的是WGS84坐標(biāo)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)需要進(jìn)行WGS84與用戶設(shè)定的坐標(biāo)系之間的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。在“坐標(biāo)系統(tǒng)”設(shè)置界面，可以對(duì)坐標(biāo)系、分帶方式、投影比例等信息進(jìn)行設(shè)置。桌面端轉(zhuǎn)換時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)WGS84坐標(biāo)、北京54坐標(biāo)、西安80坐標(biāo)等坐標(biāo)系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。

2.5 坐標(biāo)導(dǎo)航
工業(yè)平板電腦程序?qū)崿F(xiàn)了當(dāng)前位置的北斗坐標(biāo)導(dǎo)航功能。打開7寸工業(yè)平板電腦北斗端口，在程序操作界面顯示當(dāng)前位置的北斗坐標(biāo)光點(diǎn)，并能在小班卡片中按照WGS84坐標(biāo)取值。這樣可以避免小班角規(guī)點(diǎn)布設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)地樣帶布設(shè)與調(diào)查技術(shù)規(guī)范要求不相符，也可以確保調(diào)查人員在野外調(diào)查時(shí)不會(huì)發(fā)生迷失方向、超出小班作業(yè)范圍等情況。

2.6 小班圖層區(qū)劃
7寸工業(yè)平板電腦可以對(duì)小班界線進(jìn)行簡單的區(qū)劃、修改，主要包括以下工具：小班繪制、小班切割、小班合并、小班刪除等。在實(shí)際操作中主要在計(jì)算機(jī)上的森林資源管理信息系統(tǒng)中進(jìn)行小班區(qū)劃，通過桌面端程序轉(zhuǎn)入到7寸工業(yè)平板電腦中，再根據(jù)現(xiàn)地實(shí)際情況進(jìn)行簡單的修改或者重新區(qū)劃小班界線。

2.7 小班因子錄入
由于二類調(diào)查涉及的調(diào)查因子比較多，為提高外業(yè)調(diào)查小班因子錄入效率，技術(shù)人員對(duì)調(diào)查
因子進(jìn)行整理歸類分為三個(gè)頁面進(jìn)行錄入，并對(duì)角規(guī)測樹、標(biāo)準(zhǔn)地測樹、造封飛設(shè)計(jì)了單獨(dú)的錄入頁面。加入了小班面積、小班蓄積量自動(dòng)計(jì)算，角規(guī)點(diǎn)北斗取值，標(biāo)準(zhǔn)地樣帶起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)北斗取值，簡單的邏輯檢查等功能。

3 技術(shù)優(yōu)勢及存在問題

通過總結(jié)工業(yè)平板電腦程序的在外業(yè)調(diào)查過程中的使用和優(yōu)化過程，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論。

3.1 硬件環(huán)境優(yōu)勢
采用7寸工業(yè)平板電腦作為二類調(diào)查程序運(yùn)行的硬件環(huán)境比傳統(tǒng)的掌上電腦PDA更具優(yōu)勢。7寸工業(yè)平板電腦屏幕大、操作靈活，電池容量高待機(jī)時(shí)間長，儲(chǔ)容量更大能夠搭載更多數(shù)據(jù)、硬件配置高，能夠進(jìn)行更加復(fù)雜的運(yùn)算，固態(tài)硬盤抗震性能更強(qiáng)，更適合野外攜帶和操作。7寸工業(yè)平板電腦應(yīng)用到二類調(diào)查工作中，不能簡單的作為記錄本、數(shù)據(jù)采集器來使用，應(yīng)充分發(fā)揮它的優(yōu)勢，通過逐步完善7寸工業(yè)平板電腦程序，使數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)處理分析變得簡單快捷。

3.2 調(diào)查過程無紙化
7寸工業(yè)平板電腦運(yùn)行的二類調(diào)查系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)外業(yè)調(diào)查全程無紙化操作。外業(yè)調(diào)查過程中無需再攜帶地形圖和各類遙感影像圖，只需要在7寸工業(yè)平板電腦上對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行加載和查看，調(diào)查人員可根據(jù)當(dāng)前所處位置的北斗導(dǎo)航，優(yōu)化調(diào)查行進(jìn)路線，提高了外業(yè)調(diào)查效率。同時(shí)，前期數(shù)據(jù)處理時(shí)可以對(duì)部分因子進(jìn)行提前錄入，現(xiàn)地核實(shí)后再進(jìn)行簡單修改，盡量減少野外調(diào)查時(shí)間，提高了調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)同步傳輸
7寸工業(yè)平板電腦具有通訊模塊，能方便的接入無線網(wǎng)絡(luò)或者通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這就使數(shù)據(jù)同步傳輸成為可能。通過數(shù)據(jù)同步傳輸，生產(chǎn)技術(shù)部門可以隨時(shí)掌握外業(yè)調(diào)查人員的工作進(jìn)展情況，并能及時(shí)處理和解決外業(yè)調(diào)查過程中發(fā)生的各種技術(shù)問題。

3.4 良好的推廣應(yīng)用前景
7寸工業(yè)平板電腦程序具有良好的擴(kuò)展性，今后可以在其他林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用。在林業(yè)各項(xiàng)檢查工作中采用7寸工業(yè)平板電腦，通過加載森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)、歷年造林工程作業(yè)設(shè)計(jì)小班數(shù)據(jù)以及最新的遙感影像，可以避免地塊重復(fù)、地塊偏移情況的發(fā)生。但是7寸工業(yè)平板電腦在森林資源規(guī)劃調(diào)查中應(yīng)用也存在以下問題。一是相比在windows系統(tǒng)下運(yùn)行的地理信息軟件，在工業(yè)平板電腦上進(jìn)行小班區(qū)劃較為困難，尤其是數(shù)據(jù)量偏大、圖層加載較多的情況下，容易造成死機(jī)，還需要對(duì)程序進(jìn)一步優(yōu)化完善。二是民用平板設(shè)備不具備三防功能，野外的工作環(huán)境容易對(duì)設(shè)備造成損傷，需要對(duì)森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)即時(shí)進(jìn)行備份。因此，工業(yè)平板電腦無疑是戶外科普調(diào)查首選移動(dòng)智能數(shù)據(jù)采集器。

通過調(diào)查工作使用情況來看，7寸工業(yè)級(jí)平板電腦完全能勝任二類調(diào)查的外業(yè)調(diào)查任務(wù)。通過對(duì)比和總結(jié)其他行業(yè)部門的調(diào)查軟件，可以在二類調(diào)查7寸工業(yè)平板電腦程序中的小班卡片上添加照片取景功能，以方便掌握現(xiàn)地實(shí)景情況，為各種林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)及檢查驗(yàn)收提供地塊實(shí)景。通訊網(wǎng)絡(luò)、三防功能強(qiáng)化以及城市wifi網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用和飛速發(fā)展，為采用工業(yè)平板電腦進(jìn)行二類調(diào)查帶來更廣泛的前景應(yīng)用，也為今后實(shí)現(xiàn)森林資源數(shù)據(jù)自動(dòng)更新的目標(biāo)提出了新的思路。