CN101452072B - 一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法，构建了外业数据采集和内业数据处理两套子系统，外业数据采集系统基于Mobile GIS平台，结合GPS定位、GPRS网络、蓝牙通讯等，实现土地监测的高精度定位、在有/无VRS网络的情况下利用不同方法进行差分定位、数字化信息采集、构建删除列表、拍照/摄像取证并与地物超链接，实现外业土地监测的电子信息化；内业数据处理系统基于SuperMap GIS开发平台和Browser/Server结构，结合XML数据交换、空间地理坐标投影转换、叠加分析等，实现内业多源地图数据的表达与操作、组合查询、生成报表、更新土地监测数据库、定制属性模板等多项功能，实现了内业土地监测作业的电子信息化。

Description

一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法

技术领域

本发明涉及电子信息化技术领域，特别是一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法，更具体的说是利用外业便携式设备进行土地监测中的多源空间数据快速高精度采集，现场成图，属性信息的复制、添加与编辑，照片、视频取证和链接，数据的内业分析、组合查询和处理、生成报表、更新数据库、属性模板的定制等。

背景技术

目前土地监测行业中进行实地调查的方法是：通过举报信息、遥感影像数据分析等方式发现疑似违法、违规用地，监测人员拿着相关纸质的土地利用现状图、影像图、批地文件，到现场对违规用地利用皮尺、全站仪等设备，现场丈量，数据记录方式主要是手工绘制草图和简要标注相关的土地属性。然后根据具体违法情况，直接现场处理，或者将取证结果带回内业立案处理。上述方法存在的缺点是：(1)需要准备、携带多种纸质图件，给实地巡察作业带来了诸多不便；手持各种纸图、数据资料到外业，携带不方便、易破损；(2)遥感监测手段目前只对部分城市进行了监测，不能满足我国广大村镇地区的需求；每年监测一次，实时性较差；受气候、自然条件影响较大，对山区、多雨雾地区不太适用；分辨率不高，成图精度难以满足发达地区村镇土地监测的要求；(3)成本较高，人员技术要求较高；用皮尺测量不能绝对定位，测量地物拐点时需要有参照物，外业人员要求有良好的测量专业知识；(4)以手工作业为主，耗时长、速度慢、步骤多、工序复杂、数据质量不高，测量违法用地位置、面积、形状劳动强度大；(5)现场不能实时对疑似用地进行定性、定量分析，及时输出实地执法成果，作业周期长；(6)内业不能实时掌握外业土地监测情况，不利于精细管理；(7)内业数据计算、统计、整理工作量大，形成系统性资料困难；土地监测数据共享性差；(8)外业工作周期长，内业统计工作量大，易出错，不直观，从监测到违法用地到立案执法周期较长，难以及时把违法用地现象消灭在萌芽状态。

近年来，也出现了一些土地调查新技术，如利用便携式设备信息采集技术、高精度网络定位技术等等，但是上述技术存在的问题是：(1)上述新技术进行高精度定位均建立在所调查地区覆盖VRS网络及GPRS网络的前提下，而我国大部分村镇还没有覆盖VRS网络甚至GPRS网络，但是我国赖以生存的物质基础——基本农田在农村，各种违法用地势头必须加以有效遏制，守住我国人民赖以生存的18亿亩耕地的目标才能得到有效保证；(2)上述技术中部分还需要使用全站仪配合高精度定位，操作复杂，但是村镇基层土地监测人员往往并不具备很深的测绘背景，难以掌握；(2)上述技术和设备等并不是针对村镇土地监测业务而设计的，不能满足土地监测一些特有需求，如拍照、摄像取证并与地物超级链接、导航、处理底图上存在而实际不存在的地物等等；(3)上述技术大多只提供了基本的外业数据采集功能，而对内业数据，多用市场上已有的GIS软件进行处理，并没有给出具有针对性的功能更加完善的内业数据处理系统和方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法，本发明的技术方案是：一种用于土地监测的电子信息化系统及其方法，其特征是设有：

(1)用于全球卫星定位的GNSS网络；

(2)外业数据采集系统：以下三种情况任设一种

①在需要高精度RTD、RTK定位且有VRS网络覆盖的场合，设有GPS接收机及天线一套，其中GPS接收机类型包括含有伪距、载波相位输出的单频接收机、L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号、进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机；设有操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个；利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程基站控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；

②在需要高精度RTD、RTK定位，但无VRS网络覆盖的场合：设有GPS接收机及天线二套，一套用于临时基站、另一套用于流动站，其中GPS接收机类型包括含有伪距、载波相位输出的单频接收机、L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号、进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机；设有操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个；电台一部，用于临时基站和流动站的数据通讯；利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向基站上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；

③无需高精度定位的场合：设有手持一体机一个，该一体机内置GPS接收机及天线，且内置操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑；利用外业数据采集软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)内业数据处理系统：

服务器端：安装Microsoft Internet信息服务器、.NET Framework 3.0、MSSqlServer2000 sp4、Microsoft Enterprise Instrumentation、SuperMap Objects、DirectX、SuperMapIS.NET，且安装有土地监测内业数据处理软件的计算机一台；

客户端：一台连接到Internet的普通计算机即可；

上述内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端的内业数据处理软件，下载地图数据，同时将所制作的工作列表、属性模板和裁剪后的工作底图通过数据线传输至外业数据采集系统的掌上电脑中，利用掌上电脑的外业软件显示底图，并通过工作列表进行导航到达监测现场；在监测现场，通过卫星定位接收机接收GPS网络的载波、伪距信号及导航电文，在需要高精度定位的场合，通过GPRS网络或电台接收来自VRS网络或移动基站的差分改正信息；并且将卫星定位点实时显示在掌上电脑上，同时在掌上电脑上采点成图、录入属性、拍照取证；外业工作完成后，通过数据线将监测成果上传至内业数据处理系统的客户端，再通过Internet将数据上传至服务器端的内业数据处理软件以更新数据库，并进行数据分析、组合查询、生成报表；

应用上述系统用于土地监测的电子信息化方法，其特征是按以下步骤：

(1)用内业数据处理系统进行工作资料的制作和导入：在内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端的内业软件，下载地图数据，制作外业监测底图，包括土地利用现状图、土地利用规划红线图、土地监测底图和其它格式的矢量底图，以及压缩的航拍图、遥感图和纸质图件扫描的光栅图，制作外业工作列表，定制属性模板，将上述数据通过数据线导入外业数据采集系统的掌上电脑中；外业数据采集系统的外业软件利用空间坐标坐标转换技术、空间索引技术，对其进行读取、显示、控制和切换；

(2)用外业数据采集系统进行差分设置和连接：以下三种任取其一

方案A——在需要实时网络高精度差分定位的场合，利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程基站控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；

方案B——在VRS网络无法覆盖的地区，若仍需要实现高精度差分定位，则需要两台接收机以电台模式连接，利用本发明的外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向基站上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；

方案C——利用本发明的土地监测外业软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)用外业数据采集系统进行导航：在GPS连接的情况下，导入工作列表，点击相应任务，外业软件通过对所点击任务的搜索，自动将目标图斑高亮并显示在屏幕中央，实时计算移动用户所在位置到目标地物的距离和角度，并以状态栏的形式显示，迅速引领工作人员到达工作现场；

(4)用外业数据采集系统进行点位信息采集、解析和显示：外业软件通过串口或蓝牙与GPS接收机进行多线程的通讯，读线程实时接收GPS电文；对于定位数据精度要求高的场合，结合步骤(2)在外业软件的写线程中把差分改正信息写入到GPS接收机，以实现实时高精度差分定位；用外业数据采集系统中的解析器对不同格式的GPS电文进行实时解析，提取相关的定位信息；由外业软件利用四参数坐标转换算法实时进行空间地理坐标投影转换，把所接收的GPS经纬度坐标转换为矢量底图的平面坐标，并且将GPS点及其信息实时显示在外业软件的人机交互界面上；

(5)用外业数据采集系统进行现场成图、测绘辅助及图形编辑：土地监测外业数据采集软件具有多种取点成图方式，包括GPS取点、屏幕取点、矢量底图取点、影像底图的边界信息提取、各种测绘辅助方式取点，以及上述各取点方式互相结合，对监测到的违法或可疑地物进行点、线、面类型的几何信息采集，同时进行图斑属性信息的录入和修改，以shape文件格式保存；

(6)用外业数据采集系统进行拍照、摄像取证：为了留存证据，外业软件应用windowsmobile 5.0托管开发的方法，在程序内部调用掌上电脑的摄像头进行照片和视频两种方式进行取证且与相应图斑进行超级链接。如果认为无需取证，则直接到步骤(7)；

(7)用外业数据采集系统形成删除列表：如果遇到底图上存在，而实际上已经不存在的地物，通过点击底图上的图斑形成XML格式的删除列表；

(8)重复步骤(3)-(7)，所有图形和属性信息由外业软件自动保存为shape格式文件，直至外业土地监测工作结束；

(9)用内业数据处理系统进行内业数据处理：通过数据线将外业采集数据信息shape文件和删除列表导入客户端的计算机中，再通过Internet与服务器端建立连接，上传到内业数据处理系统服务器端的内业软件中；由内业软件应用空间索引技术将图形进行显示，各图层的同步放大缩小、浏览、控制和切换表达、编辑与处理，利用坐标转换技术进行空间地理坐标投影转换，利用影像叠加技术进行叠加、定量分析，通过将外业监测数据和土地利用现状图、土地利用审批图、土地利用规划图的叠加，将外业采集图斑按违法类型进行分割，并计算出此违法图斑非法占用其它地类的面积，按不同属性进行组合查询，并且生成Microsoft Word和Microsoft Excel的格式报表，利用外业导入的删除列表，删除土地监测数据库中的相应图斑，更新土地监测数据库；

步骤(6)所述的拍照、摄像取证系应用windows mobile 5.0托管开发的方法实现，照片、视频在存储空间允许的范围内不限个数；外业软件通过唯一的命名规则将所拍照片或视频与相应图斑进行超级链接，在外业软件中直接查看、删除或重新拍摄；内业软件中通过与外业软件相同的命名规则，以超级链接的方式直接查看；

步骤(10)所述的属性模板的定制系通过内业软件，由用户按需要对图斑属性的项目，包括地类、违法类型、法人、面积，进行自由配置模板文件，增添、修改或删除属性项目；模板文件由主文件和附属文件组成，主文件template.vct以国土资源调查VCT格式设置全局参数、定义所有可能的存储层、定义属性列表显示的具体字段名称、属性及其获取方式，附属文件*.txt以树结构的形式设置字段属性，存放某字段名称、代码等属性，最多分三级设置；在外业软件中建立一个树结构，读入模板文件，按模板文件的内容配置外业采集图斑的属性并保存结果为shape文件。

本发明构建了外业数据采集和内业数据处理两套子系统，土地监测外业数据采集系统基于Mobile GIS(移动地理信息系统)平台，结合了GPS(全球定位系统)单点/差分定位技术、导航技术、空间索引技术、GPRS网络技术、串口/蓝牙通讯、空间地理坐标转换、基于Windows Mobile平台的托管开发、XML数据交换、多源栅矢数据显示及匹配等多项技术，实现村镇土地监测的数字化采集和记录，实时处理违法对象，实现外业高精度电子信息化土地监测作业；土地监测内业数据处理系统基于SuperMap GIS(超图地理信息系统)开发平台，结合BS(Browser/Server浏览器/服务器)结构软件开发、XML数据交换、空间地理坐标投影转换、叠加分析等多项技术，实现了村镇土地监测内业数据分析处理系统，实现了数据分析、组合查询、生成报表等多项功能，实现了内业电子信息化土地监测作业。

本发明采用移动高精度电子信息化信息采集、记录与数据处理方法，实现土地监测情况上报、违法案例处理、分析与表达，实现土地监测作业电子化、智能化、实时化、准确化，克服了以往土地监测方法作业周期长、数据精度差、图纸易破损、人员投入高、内业数据统计和查询分析困难、业务针对性不强、要求必须覆盖VRS和GPRS网络、缺乏内业处理系统的方法等缺点，满足信息化时代我国村镇土地监测的现实需求，保证村镇用地数据库的实时更新以及对违法案件的及时处理。

其优点表现在：

(1)土地监测实现了电子信息化作业和全数字化的信息采集和记录，外业携带资料多、设备少：一个掌上电脑即可把作业区的现状图、规划图、审批图及各种电子档权属资料全带到野外，查询快捷方便，一次调查可省去带大量图纸到现场所带来的诸多麻烦，真正做到图件、数据、实地三者一致；

(2)系统业务针对性强，操作简单，内、外业软件的使用只需稍作培训，一般的基层土地管理人员就可以方便掌握，而不必具备较深的测绘专业知识；测量速度快、成果质量高：利用全球卫星定位系统快速测量，可得到不同精度需求的位置、形状、面积；

(3)减少了繁琐工作环节，提高了工作效率，保证了调查数据的质量；人员投入少、工作强度低：只需一个人即可工作，利用全球卫星定位系统测量、掌上电脑现场成图，劳动强度较以前大幅度降低；

(4)无需人工计算、资料管理有序：各类计算由土地监测内业数据处理系统、外业数据采集系统内置程序自动完成，资料数据库管理高效、自动化；

(5)在外业移动终端实现实时网络差分卫星定位，并且在VRS网络或GPRS网络不覆盖的地区，使用两台接收机以电台模式进行差分定位，既保证采集数据的精度，又冲破了差分定位网络覆盖方面的局限；

(6)创新性的设计了工作列表，工作人员可以方便的制定工作计划并且跟随外业系统导航模块的引领迅速到达工作现场；

(7)创新性的设计了删除列表，解决了以往遇到底图上存在，而实际不存在的地物时无法处理的问题；

(8)通过windows mobile系统的托管接口，实现了在程序中调用照相机，并且将所得的照片和视频证据与相应图斑进行超级链接，可以直接点击图斑查看、编辑照片和视频证据，解决了原有需要另用照相机进行取证，且照片和视频证据与图斑无关联，查找、查看困难的问题；

(9)内业系统实现各种条件组合统计、满足实时报表要求，可按需求设置统计条件，自动生成统计报表，形成统计图。数据现势性强、为执法提供可靠证据。

本发明可应用于以下的领域或行业：

(1)土地管理部门用于土地监测；

(2)各级测绘部门用于土地监测；

(3)村镇国土部门用于土地监测。

附图说明

图1是本发明的系统连接示意图；

图2是本发明的系统数据流图；

图3是本发明的土地监测外业数据采集系统操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1，本发明的系统的组成包括：

(1)全球卫星定位网络：GNSS网络；

(2)外业数据采集系统：以下三种情况任设一种

①在需要高精度RTD、RTK定位且有VRS网络覆盖的场合：设有GPS接收机及天线一套，其中GPS接收机类型包括含有伪距、载波相位输出的单频接收机、L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号、进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机；设有操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个，用作外业软件的运行平台；利用本发明的外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程基站控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；

②在需要高精度RTD、RTK定位，但无VRS网络覆盖的场合：设有GPS接收机及天线二套，一套用于临时基站、另一套用于流动站，其中GPS接收机类型包括含有伪距、载波相位输出的单频接收机、L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号、进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机；设有操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个，用作外业软件的运行平台；电台一部，用于临时基站和流动站的数据通讯；利用本发明的外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向基站上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；

③无需高精度定位的场合：设有手持一体机一个，该一体机内置GPS接收机及天线，且内置操作系统为Windows Mobile 5.0及以上版本、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑；利用本发明的外业数据采集软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)内业数据处理系统：

服务器端：安装Microsoft Internet信息服务器、.NET Framework 3.0、MSSqlServer2000 sp4、Microsoft Enterprise Instrumentation、SuperMap Objects、DirectX、SuperMapIS.NET，且安装有土地监测内业软件的计算机一台；

客户端：一台连接到Internet的普通计算机即可；

内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端，下载地图数据，同时将所制作的工作列表、属性模板和裁剪后的工作底图通过数据线传输至外业数据采集系统的掌上电脑中，在掌上电脑显示底图，并通过工作列表进行导航到达监测现场；在监测现场，通过卫星定位接收机接收GPS网络的载波、伪距信号及导航电文，在需要高精度定位的场合，通过GPRS网络或电台接收来自VRS网络或移动基站的差分改正信息；并且将卫星定位点实时显示在掌上电脑上，同时在掌上电脑上采点成图、录入属性、拍照取证；外业工作完成后，通过数据线将监测成果上传至内业数据处理系统的客户端，再通过Internet将数据上传至服务器更新数据库，并进行数据分析、组合查询、生成报表等工作。

如图2，本发明方法具体包括以下步骤：

(1)用内业数据处理系统进行工作资料的制作和导入：在内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端的内业软件，下载地图数据，制作外业监测底图，包括土地利用现状图、土地利用规划红线图、土地监测底图和其它格式的矢量底图，以及压缩的航拍图、遥感图和纸质图件扫描的光栅图，制作外业工作列表，定制属性模板，将上述数据通过数据线导入外业数据采集系统的掌上电脑中；外业数据采集系统的外业软件利用空间坐标坐标转换技术、空间索引技术，对其进行读取、显示、控制和切换；

(2)用外业数据采集系统进行差分设置和连接：方案A——在需要实时网络高精度差分定位的场合，利用本发明的外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程基站控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；方案B——在VRS网络无法覆盖的地区，若仍需要实现高精度差分定位，则需要两台接收机以电台模式连接，利用本发明的外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向基站上传移动端用户的坐标位置等信息并接收来基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；方案C——利用本发明的土地监测外业软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)用外业数据采集系统进行导航：在GPS连接的情况下，导入工作列表，点击相应任务，外业软件通过对所点击任务的搜索，自动将目标图斑高亮并显示在屏幕中央，实时计算移动用户所在位置到目标地物的距离和角度，并以状态栏的形式显示，迅速引领工作人员到达工作现场；

(4)用外业数据采集系统进行点位信息采集、解析和显示：外业软件通过串口或蓝牙与GPS接收机进行多线程的通讯，读线程实时接收GPS电文；对于定位数据精度要求高的场合，结合步骤(2)在外业软件的写线程中把差分改正信息写入到GPS接收机，以实现实时高精度差分定位；用外业数据采集系统中的解析器对不同格式的GPS电文进行实时解析，提取相关的定位信息；由外业软件利用四参数坐标转换算法实时进行空间地理坐标投影转换，把所接收的GPS经纬度坐标转换为矢量底图的平面坐标，并且将GPS点及其信息实时显示在外业软件的人机交互界面上；

(5)用外业数据采集系统进行现场成图、测绘辅助及图形编辑：土地监测外业数据采集软件具有多种取点成图方式，包括GPS取点、屏幕取点、矢量底图取点、影像底图的边界信息提取、各种测绘辅助方式取点，以及上述各取点方式互相结合，对监测到的违法或可疑地物进行点、线、面类型的几何信息采集，同时进行图斑属性信息的录入和修改，以shape文件格式保存；

(6)用外业数据采集系统进行拍照、摄像取证：为了留存证据，外业软件应用windowsmobile 5.0托管开发的方法，在程序内部调用掌上电脑的摄像头进行照片和视频两种方式进行取证且与相应图斑进行超级链接。如果认为无需取证，则直接到步骤(7)；

(7)用外业数据采集系统形成删除列表：如果遇到底图上存在，而实际上已经不存在的地物，通过点击底图上的图斑形成XML格式的删除列表；

(8)重复步骤(3)-(7)，所有图形和属性信息由外业软件自动保存为shape格式文件，直至外业土地监测工作结束；

(9)用内业数据处理系统进行内业数据处理：通过数据线将外业采集数据信息shape文件和删除列表导入客户端的计算机中，再通过Internet与服务器端建立连接，上传到内业数据处理系统服务器端的内业软件中；由内业软件应用空间索引技术将图形进行显示，各图层的同步放大缩小、浏览、控制和切换表达、编辑与处理，利用坐标转换技术进行空间地理坐标投影转换，利用影像叠加技术进行叠加、定量分析，通过将外业监测数据和土地利用现状图、土地利用审批图、土地利用规划图的叠加，将外业采集图斑按违法类型进行分割，并计算出此违法图斑非法占用其它地类的面积，按不同属性进行组合查询，并且生成Microsoft Word和Microsoft Excel的格式报表，利用外业导入的删除列表，删除土地监测数据库中的相应图斑，更新土地监测数据库。

如图3，土地监测电子信息化系统的外业数据采集操作流程为：

1、新建工程

2、配置全局参数，如接收机类型、像素捕捉设置、四参数设置、串口设置等等；

3、导入工作底图

4、配置底图显示方式，如显示/关闭、显示顺序、显示风格等等；

5、建立GPS通讯

6、导入工作列表文件，快速导航到达工作地点；

7、如需差分，建立VRS连接或电台差分通讯

8、现场取点成图、录入图斑属性

9、拍照、摄像取证

10、如有需要，生成删除列表；

11、重复步骤6-10，直至外业土地监测工作结束。

Claims (4)

1.一种用于土地监测的电子信息化系统，其特征是设有：

(1)用于全球卫星定位的GNSS网络；

(2)外业数据采集系统：以下三种情况任设一种

①在需要高精度RTD及RTK两者之一定位且有VRS网络覆盖的场合，设有GPS接收机及天线一套，其中GPS接收机类型包括含有伪距和载波相位输出的单频接收机及L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号且进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机三种之一；设有操作系统为Windows Mobile 5.0、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个；利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；

②在需要高精度RTD及RTK两者之一定位，但无VRS网络覆盖的场合：设有GPS接收机及天线二套，一套用于临时基站、另一套用于流动站，其中GPS接收机类型包括含有伪距和载波相位输出的单频接收机及L1和L2波段双频接收机及其他形式具有接收卫星信号且进行移动通讯和存储数据的卫星定位接收机三种之一；设有操作系统为WindowsMobile 5.0、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑一个；电台一部，用于临时基站和流动站的数据通讯；利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为临时基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向临时基站上传移动端用户的坐标位置信息并接收临时基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；

③无需高精度定位的场合：设有手持一体机一个，该一体机内置GPS接收机及天线，且内置操作系统为Windows Mobile 5.0、有摄像头且安装有土地监测外业数据采集软件的掌上电脑；利用外业数据采集软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)内业数据处理系统：

服务器端：安装Microsoft Internet信息服务器、.NET Framework 3.0、MSSq1Server2000sp4、Microsoft Enterprise Instrumentation、SuperMap Objects、DirectX、SuperMapIS.NET，且安装有土地监测内业数据处理软件的计算机一台；

客户端：一台连接到Internet的普通计算机即可；

上述内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端的内业数据处理软件，下载地图数据，同时将所制作的工作列表、属性模板和裁剪后的工作底图通过数据线传输至外业数据采集系统的掌上电脑中，利用掌上电脑的外业软件显示底图，并通过工作列表进行导航到达监测现场；在监测现场，通过卫星定位接收机接收GPS网络的载波、伪距信号及导航电文，在需要高精度定位的场合，通过GPRS网络或电台接收来自VRS网络或移动基站的差分改正信息；并且将卫星定位点实时显示在掌上电脑上，同时在掌上电脑上采点成图、录入属性、拍照取证；外业工作完成后，通过数据线将监测成果上传至内业数据处理系统的客户端，再通过Internet将数据上传至服务器端的内业数据处理软件以更新数据库，并进行数据分析、组合查询、生成报表。

2.应用权利要求1所述系统用于土地监测的电子信息化方法，其特征是按以下步骤：

(1)用内业数据处理系统进行工作资料的制作和导入：在内业数据处理系统的客户端通过Internet访问服务器端的内业软件，下载地图数据，制作外业监测底图，包括土地利用现状图、土地利用规划红线图、土地监测底图和其它格式的矢量底图，以及压缩的航拍图、遥感图和纸质图件扫描的光栅图，制作外业工作列表，定制属性模板，将上述数据通过数据线导入外业数据采集系统的掌上电脑中；外业数据采集系统的外业软件利用空间坐标坐标转换技术、空间索引技术，对其进行读取、显示、控制和切换；

(2)用外业数据采集系统进行差分设置和连接：以下三种任取其一

方案A——需要实时网络高精度差分定位的场合，利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，启动移动通信网络GPRS功能，与远程控制中心服务器建立网络连接，利用移动通信网络的双向数据链路进行双向数据通信，实时上传移动端用户的坐标位置信息并接收来自远程控制中心服务器的GPS差分改正信息，实现GPS的实时网络高精度差分定位；

方案B——在VRS网络无法覆盖的地区，若仍需要实现高精度差分定位，则需要两台接收机以电台模式连接，利用外业数据采集软件通过蓝牙连接接收机，将其中的一台设置为临时基站，另外一台设置为流动站，利用电台无线通讯进行双向通信，由流动站实时向临时基站上传移动端用户的坐标位置信息并接收临时基站的差分改正信息，实现GPS的实时高精度差分定位；

方案C——利用土地监测外业软件通过串口连接手持一体机内置的GPS接收机，读取和解析GPS信号，实现GPS实时单点定位；

(3)用外业数据采集系统进行导航：在GPS连接的情况下，导入工作列表，点击相应任务，外业软件通过对所点击任务的搜索，自动将目标图斑高亮并显示在屏幕中央，实时计算移动用户所在位置到目标地物的距离和角度，并以状态栏的形式显示，迅速引领工作人员到达工作现场；

(4)用外业数据采集系统进行点位信息采集、解析和显示：外业软件通过串口或蓝牙与GPS接收机进行多线程的通讯，读线程实时接收GPS电文；对于定位数据精度要求高的场合，结合步骤(2)在外业软件的写线程中把差分改正信息写入到GPS接收机，以实现实时高精度差分定位；用外业数据采集系统中的解析器对不同格式的GPS电文进行实时解析，提取相关的定位信息；由外业软件利用四参数坐标转换算法实时进行空间地理坐标投影转换，把所接收的GPS经纬度坐标转换为矢量底图的平面坐标，并且将GPS点及其信息实时显示在外业软件的人机交互界面上；

(5)用外业数据采集系统进行现场成图、测绘辅助及图形编辑：土地监测外业数据采集软件具有多种取点成图方式，包括GPS取点、屏幕取点、矢量底图取点、影像底图的边界信息提取、各种测绘辅助方式取点，以及上述各取点方式互相结合，对监测到的违法或可疑地物进行点、线、面类型的几何信息采集，同时进行图斑属性信息的录入和修改，以shape文件格式保存；

(6)用外业数据采集系统进行拍照、摄像取证：为了留存证据，外业软件应用windowsmobile 5.0托管开发的方法，在程序内部调用掌上电脑的摄像头进行照片和视频两种方式进行取证且与相应图斑进行超级链接，如果认为无需取证，则直接到步骤(7)；

(7)用外业数据采集系统形成删除列表：如果遇到底图上存在，而实际上已经不存在的地物，通过点击底图上的图斑形成XML格式的删除列表；

(8)重复步骤(3)-(7)，所有图形和属性信息由外业软件自动保存为shape格式文件，直至外业土地监测工作结束；

(9)用内业数据处理系统进行内业数据处理：通过数据线将外业采集数据信息shape文件和删除列表导入客户端的计算机中，再通过Internet与服务器端建立连接，上传到内业数据处理系统服务器端的内业软件中；由内业软件应用空间索引技术将图形进行显示，各图层的同步放大缩小、浏览、控制和切换表达、编辑与处理，利用坐标转换技术进行空间地理坐标投影转换，利用影像叠加技术进行叠加、定量分析，通过将外业监测数据和土地利用现状图、土地利用审批图、土地利用规划图的叠加，将外业采集图斑按违法类型进行分割，并计算出此违法图斑非法占用其它地类的面积，按不同属性进行组合查询，并且生成Microsoft Word和Microsoft Excel的格式报表，利用外业导入的删除列表，删除土地监测数据库中的相应图斑，更新土地监测数据库。

3.据权利要求2所述的用于土地监测的电子信息化方法，其特征是：步骤(6)所述的拍照、摄像取证系应用windows mobile 5.0托管开发的方法实现，照片、视频在存储空间允许的范围内不限个数；外业软件通过唯一的命名规则将所拍照片或视频与相应图斑进行超级链接，在外业软件中直接查看、删除或重新拍摄；内业软件中通过与外业软件相同的命名规则，以超级链接的方式直接查看。

4.据权利要求2所述的用于土地监测的电子信息化方法，其特征是：步骤(1)所述属性模板的定制系通过内业软件，由用户按需要对图斑属性的项目，包括地类、违法类型、法人、面积，进行自由配置模板文件，增添、修改或删除属性项目；模板文件由主文件和附属文件组成，主文件template.vct以国土资源调查VCT格式设置全局参数、定义所有可能的存储层、定义属性列表显示的具体字段名称、属性及其获取方式，附属文件*.txt以树结构的形式设置字段属性，存放某字段名称、代码属性，最多分三级设置；在外业软件中建立一个树结构，读入模板文件，按模板文件的内容配置外业采集图斑的属性并保存结果为shape文件。

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