基于移动GIS平台UCMap的高分辨率土壤信息采集系统设计,农业工程论文

基于移动GIS平台UCMap的高分辨率土壤信息采集系统设计,农业工程论文当前，国内在基于GIS和GPS的农情信息定位采集系统的研究方面起步比拟晚，大多数还处在手工采集阶段。随着无线通讯网络技术和嵌入式技术的快速发展，移动GIS逐步得到广泛的应用。但真正能够用来指导农业生产的基于移动GIS的高分辨率土壤肥力信息采集系统鲜有报道，主要是由于缺乏利于农户地块辨别的高分辨率空间数据，以及为了保密等因素大比例尺的专业数据不合适在Internet网上发布所造成。为推动农业生产与管理并深化移动GIS在农业中应用与研究，设计与实现基于移动GIS的县域高分辨率土壤肥力信息采集系统就显得尤为重要。本研究通过智能Android手机结合移动GIS技术和GPS技术，利用UCMap地图配置程序配置好云南省建水县的矢量地图，建立了一个基于移动GIS平台UCMap的实用化的高分辨率土壤信息采集系统，弥补了国家在小区域范围内缺乏便于农户地块辨别的高分辨率土壤肥力信息的问题，对指导农业生产具有一定的意义。1、系统关键技术1．1移动GIS技术1．1．1移动GIS特点移动GIS具有移动终端的多样性、实时交互性、移动性、位置信息依靠性及数据源分布式等特点。1．1．2移动GIS体系构造移动GIS体系构造如此图1所示。其主要由移动终端和服务器端(逻辑上包括3个部分:Web服务器、GIS服务器和数据库服务器)承载于表示层、逻辑层和数据层。表示层是移动终端的承载层，与用户进行直接的交互。逻辑层作为移动终端和数据源的中间桥梁，包括WAP网关、Internet、WEB服务器和GIS服务器等。数据层主要由空间数据库系统组成，数据服务器中存放的是空间数据和属性数据，为移动GIS系统提供了数据来源。移动终端主要通过WAP网关与Internet连接并调用Web服务器。Web服务器用来接收各种信息的服务请求，然后调用GIS服务器和数据库服务器来完成，再由Web服务器返回数据处理后的结果。1．2移动GIS平台UCMap1．2．1UCMap平台的特点UCMap平台具有开放性、支持OGC标准、高扩展性、支持多数据源的叠加融合等特点。1．2．2UCMap平台的原理UCMap平台是由多个模块构成，在二次开发中常用到的模块有GridMap模块、Controls模块、Indexing模块、Geodatabase模块、MapLayer模块、Geometry模块、Display模块和Util模块。UCMap平台常用模块的构造图如此图2所示。华而不实，Controls模块可为前台提供一个完好的控件，用来使用UCMap中电子地图的引擎。GridMap模块是对电子地图的一种抽象，包含地图上每个对象跟外部的接口。MapLay模块可对每个图层来进行定义与详细的实现。Geodatabase模块用来管理地图上的要素。Indexing模块可对地图空间进行索引，以便为地图要素提供高效的访问途径。Util模块属于工具类的集合，可提供不同类型的工具。Display模块用来实现地图的自动标注、现实渲染和符号化。Geometry模块实现对地图各要素几何形状来进行定义与详细实现，并支持OGC标准。2、系统实现2．1应用程序开发环境的搭建该开发环境是在WindowsXP操作系统下，由JDK+Eclipse+AndroidSDK+ADT构建。华而不实:JDK(Javadevelopmentkit)是Java的开发编译环境，里面包含了Java工具和很多类库;Eclipse是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台;AndroidSDK(Softwaredevelopmentkit)是由Google公司提供的An-droid专属的软件开发工具包，用户能够使用Java语言来开发Android平台上软件应用，通过SDK提供的一些工具将其打包成Android平台使用的APK(AndroidPackage)文件，然后用SDK中的模拟器来模拟和测试软件在Android平台上运行情况和效果;ADT(Andrioddevelopmenttools)是在集成的环境EclipseIDE中构建Android应用程序插件，可提高程序开发效率。2．2移动端的实现移动端是指安装有Android操作系统的智能手机，移动端利用Eclipse首先在PC电脑上开发，待开发好后布署到Android智能手机上。移动端主要实现的功能模块有:地图阅读模块、GPS功能模块、空间数据编辑模块及信息查询等。其功能构造图如此图3所示。2．2．1地图阅读该模块主要实现地图的打开、关闭、平移和缩放等功能。该系统通过调用AndroidSDK中的地图服务类库与UCmapforAndroidSDK中的controls模块来实现地图阅读功能。AndroidSDK中的地图服务类库用到的类有MapActivity类、Overlay类等。UCMapforAndroidSDK中的controls模块用到的类有MapControl类、MapView类和PanTool类等。各个类相互之间的调用关系如此图4所示。华而不实，MapActivity类是Android中管理地图活动的一个基类，当使用地图时能够从MapActivity类继承一个新建的Activity，在Activity中实现地图的加载显示。Overlay类用以显示矢量地图中可绘制对象，可提供地图的绘制服务。Mapcontrol类属于地图控制类，用来控制地图和实现地图的可视化;MapView类必须和MapActivity配合使用，而且只能被MapActivity开创建立，用于显示地图的View组件;PanTool类属于移动地图工具，可实现拖动地图的效果，同时支持多点触摸的缩放等操作。2．2．2GPS功能模块GPS功能模块主要实现GPS定位功能。GPS数据通过UCMap的lbs命令空间一个命为GPS类来获得，然后由获得的GPS数据来完成经纬度坐标定位。GPS定位首先需要开启智能Android手机的GPS功能，然后接收到GPS数据，再将经纬度的坐标转换为地图上的坐标，最后在地图上实现定位并且绘制GPS点。GPS定位流程图如此图5所示。2．2．3土壤肥力信息编辑模块本模块主要是地图要素编辑功能。系统主要用到UCMapforAndroidSDK中管理地图要素的包cn．cre-able．gridgis．geodatabase与包中主要的几个类。各个类相互间的调用关系如此图6所示。华而不实，FeatureClass类属于多个地图要素集合，可获得并设置地图中要素的信息。FeatureInfo类可提供地图要素的信息包括图层号、要素坐标的最大值最小值和要素的属性数值等。DynamicFeatureClass类可动态修改地图上的要素，比方添加、去除地图要素和新建地图要素等。Feature类属于地图中各要素的抽象，用来设置地图中要素的信息。3、系统的测试与应用系统以型号为GT－N7000三星手机作为系统测试的机型，对系统的精到准确性和实用性进行了初步测试和分析。测试结果表示清楚:该系统界面操作简单、设计合理、便于携带，并且数据误差小，在初步应用中的精到准确性和稳定性较好;实现了在地图上GPS定位，绘制GPS点，完成了对土壤的有效氮、有效磷、有效钾、pH值、有机质等土壤肥力信息的采集等功能。系统操作界面如此图7所示。4、结论本文提出了一种基于移动GIS的县域高分辨土壤信息采集系统设计方式方法，采用JDK+Eclipse+An-droidSDK+ADT的应用程序开发环境，使用云南建水县的矢量地图，在智能Android手机上研究开发了对云南省建水县区域地区的土壤肥力信息的采集基于移动GIS的县域高分辨率土壤肥力信息采集系统。该系统可将采集到的高分辨率土壤肥力信息以地图的形式提供应农业生产管理人员，在指导农业生产方面发挥积极的作用。1)本文设计提出了基于移动GIS的县域高分辨率土壤肥力信息采集系统，是一种使土壤肥力信息采集系统走向县域基层的有效方式方法。2)该系统采用的开发环境具有开源、利于二次开发、支持JAVA语言等特点。3)该系统以手机作为采集土壤肥力信息的媒介，具有便携性、易操作等优势，解决了传统手工采集的缺点。以下为参考文献:［1］刘向峰，孟志军，陈竞平，等．作物病虫害信息采集与远程诊断系统设计与实现［J］．计算机工程与设计，2018，32(7):2361－2364．［2］张洁．基于移动GIS的退耕还林作业设计与核查系统［D］．北京:北京林业大学，2020．［3］张媛．移动GIS在土地利用调查中的开发与研究［D］．乌鲁木齐:新疆大学，2020．［4］赵小厂．基于移动GIS和GPRS技术的数据采集系统研究［D］．上海:华东师范大学，2018．［5］孟卫．基于移动GIS的城市绿化信息采集系统的设计与实现［J］．测绘标准化，2018，26(1):26－28．［6］陈晓军，刘春．基于移动GIS的数字城管数据采集系统架构与实现［J］．铁道勘探，2018(4):62－66．［7］盛喜玉，张小垒，韩勇，等．面向多源数据融合的移动