CN106294804A - 一种自然保护区的审核与巡查系统及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自然保护区的审核与巡查系统及应用方法。审核与巡查系统包括以下功能模块:边界管理模块,包括界桩边界管理单元,用于在地图上添加自然保护区的界桩、修改界桩、删除界桩和显示界桩,从而确定自然保护区的边界;审核巡查模块,包括GPS定位单元和野外实时巡查单元;野外实时巡查单元通过获取破坏位置从而判断破坏点、破坏线及破坏面是否处于自然保护区。本发明利用移动终端设备地理信息服务接口,紧密结合自然保护区资源保护巡查和审核要求,开发移动式自然保护区资源保护系统,集边界管理、不用尺度电子地图、定位、野外实时巡查和空间位置审核为一体,为上报、查处破坏自然资源的行为提供准确的数据、判断,有效遏制破坏行为。
Description
技术领域
本发明涉及自然保护区巡查技术领域,尤其涉及一种自然保护区的审核与巡查系统及应用方法。
背景技术
在自然保护区一定范围内的如果出现采石、取土、开矿以及修建无关的厂房或其他建筑设施等破环自然保护区资源的行为,在及时发现上述行为的前提下,如何快速、准确、定性、定量的判断其破坏行为是否在自然保护区一定范围内,以便及时快速上报有关部门进行处理,成为巡查部门亟待解决的问题。
自然保护区资源保护巡查一般流程:巡查工作人员每天轮流进行保护区内的巡查;携带保护区纸质地图、照相机、巡查记录表、笔等,对破坏自然资源的情况进行及时制止和记录必要信息,将事件和破坏信息上报管理和执法部门,由管理部门和执法部门进行处理。在巡查过程中,位置采用相对位置进行描述,不同的负责人对相对位置的理解不一致,执法时寻找位置费时费力;携带纸质地图范围有限,而且观测尺度有限;对于破坏范围较小,且在保护区边界,定性和定量判断有困难。随着移动互联网技术的迅速发展,基于Android平台的各种智能手机、平板卫星定位导航等应用越来越广泛。据截止2014年8月,Andr oid手机市场占有率约为77.83%,远高于其他系统。百度地图API是为开发者提供的一套应用接口,包括Android SDK、iOS SDK等多种开发工具与服务,提供基本地图展现、地图操作、地图标注、定位等功能,适用于PC端、移动端、服务器等多种设备,多种操作系统下的地图应用开发。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明公开了一种自然保护区的审核与巡查系统及应用方法。所述系统主要为自然保护区的工作管理及巡查人员提供对空间位置确定,边界、界桩的显示,界桩的查询与管理,在野外实时巡查和空间位置审核。
本发明的技术方案如下:一种自然保护区的审核与巡查系统,其特征在于,所述审核与巡查系统包括以下模块:
地图,用于标注自然保护区信息,所述地图为百度地图、谷歌地图、天地图等。
边界管理模块,包括界桩边界管理单元,用于在地图上添加自然保护区的界桩、修改界桩、删除界桩和显示界桩,从而确定自然保护区的边界;
审核巡查模块,包括定位单元和野外实时巡查单元;所述定位单元用于破坏位置的定位;所述野外实时巡查单元通过获取破坏位置从而判断破坏点、破坏线路以及破坏面是否处于自然保护区;
数据库,所述数据库为SQLite数据库,用于存储数据。
所述审核巡查模块还包括空间位置审核单元,用于在已知破坏的空间位置的情况下,在室内进行判断破坏点、破坏线路以及破坏面是否处于自然保护区。
所述边界管理模块还包括添加图层单元,添加图层单元添加的图层包括影像图层和专题数据图层。
所述审核与巡查系统承载于移动终端设备上,所述移动终端设备通过无线网络与远程服务器连接,通过无线网络调用地图服务,通过GPS实现定位功能。
本发明的机理如下:由于现有的自然保护区基本不是采用围墙保护起来的,一般采用界桩作为界限,但是相邻界桩的距离较远,导致自然保护区的边界不明显,公众破坏了自然保护区而不自知,且巡查人员通常采用相对位置进行描述,带有主观性,且观测尺度有限;难以对破坏行为进行定性和定量判断,本发明首先将自然保护区的界桩在地图底图中标记出来,将相邻界桩连接起来构成自然保护区的边界,然后再对破坏行为进行定性和定量判断,破坏行为分为破坏点、破坏线路和破坏面,利用地图接口(如百度地图API)的计算功能判断破坏点、破坏线路和破坏面与自然保护区关系的判断。本发明提供的审核与巡查系统对破坏行为定性定量分析,判断准确,省时省力。
本发明还提供所述自然保护区的审核与巡查系统应用方法,包括以下步骤:
步骤(1)边界管理:人为获取自然保护区的界桩,在地图上添加界桩、修改界桩坐标或删除界桩,界桩在地图上确定后,将相邻界桩连接起来在地图上显示出自然保护区边界;
步骤(2)野外实时巡查:实时巡查包括点巡查、线巡查和面巡查;其中点巡查是确认破坏点是否位于保护区内;线巡查是确认破坏线路是否在自然保护区内还是与自然保护区相交;面巡查是依据记录的破坏面信息,判断其是否在保护区内或是否与保护区相交;
步骤(3)空间位置审核:在已知破坏的空间位置的情况下,在室内进行判断,空间位置审核包括点、线和面三种审核方式,每种审核方式下提供破坏点、破坏线路、破坏面空间位置信息输入方式。
步骤(2)和步骤(3)破坏点与自然保护区关系的判断过程:先获取点到边界线距离最近的点,在计算两点的距离即是点到边界线的最短距离,再利用地图接口(如百度地图API等)提供的点是否在面内的计算功能,直接进行判断即可,当然也可以在所述的审核与巡查系统中加入运算模块,进行计算空间位置关系。
步骤(2)和步骤(3)破坏线路与自然保护区关系的判断过程:若自然保护区包含破坏线路上的全部点,破坏线路包含于自然保护区中;自然保护区不包含破坏线路上的点,则自然保护区不包含破坏线路;自然保护区包含部分点,则破坏线路与自然保护区相交。
步骤(2)和步骤(3)破坏面与自然保护区关系的判断过程:提取破坏面边界上的点,若破坏面边界上的点全部落在自然保护区中,则自然保护区包含破坏面;若部分点落在保护区中,则破坏面与自然保护区相交;若破坏面边界上的点都没有落在自然保护区中,则自然保护区不包含破坏面。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明利用移动终端设备地理信息服务接口,紧密结合自然保护区资源保护巡查和审核要求,开发移动式自然保护区资源保护系统,集边界管理、不用尺度电子地图、定位、野外实时巡查和空间位置审核为一体,为上报、查处破坏自然资源的行为提供准确的数据、判断,有效遏制破坏行为。
附图说明
图1为本发明提供的审核与巡查系统框架结构图;
图2为本发明提供的审核与巡查系统功能模块图;
图3为面积计算流程图;
图4为空间位置关系判断流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
以下实施例应用于云南石林世界地质公园自然保护区自然资源巡查,在2015年一次巡查中对非法采石场进行了调查取证,为此次破坏行为上报、联合执法等提供准确的数据、判断和技术支持。以下实施例中的地图为百度地图,以下实施例中审核与巡查系统承载于移动终端设备上,如安卓智能手机、平板电脑等,所述移动终端设备通过无线网络与远程服务器连接,通过无线网络调用地图服务,通过GPS实现定位功能。
实施例1
1系统分析与设计
1.1系统总体框架结构
本实施例中审核与巡查系统利用Android手机移动端开发技术,结合百度地图提供API(Android版)接口进行设计开发。本系统采用Android流行的MV C框架,即模型层(Model)、视图层(View)和控制层(Controller),该框架的特点是耦合性低、可扩展性好、模块职责明确等优点。系统总体框架结构见图1。
视图层:封装了应用程序的输出形式,将模型的内容展现给用户,用户与系统进行直接交互的界面,一般以layout文件夹下的XML布局文件承载,这样既增强了文件的互操作性,又支持多种编码方式且规范统一。
控制层:由Activity(安卓四大组件之一)承载,用来解析用户的输入包括鼠标和键盘事件,控制层提供视图层与模型层之间的流程控制,一方面将视图层的输入或事件处理发送至模型层进行处理,另一方面又将模型层的处理结果反馈到视图层进行显示。
模型层:该层的任务是对数据库进行操作、业务计算等的逻辑处理。
1.2审核与巡查系统功能模块
自然保护区审核与巡查系统主要为自然保护区的工作管理及巡查人员提供对空间位置确定,边界、界桩的显示,界桩的查询与管理,在野外实时巡查和空间位置审核。具体功能模块如图2所示。
1.2.1边界管理模块
边界管理模块包括添加图层单元、界桩边界管理单元和清零。添加图层单元包括添加影像图层和专题数据图层。界桩边界管理单元功能包括编辑与界桩的显示,界桩的添加,修改界桩坐标,删除界桩。界桩的编辑需要相对应的权限,设置相应的登录窗。清零是将添加的图层清除,只保留百度所提供的地图数据。
1.2.2审核巡查模块
包括定位单元,野外实时巡查单元和空间位置审核单元。
定位单元用于获取当前位置(破坏位置)信息的经度、纬度、地址和定位时间等信息。
野外实时巡查主要是针对野外巡查期间进行,包括点巡查、线巡查和面巡查三种方式。其中点巡查是当前位置与保护区的位置关系(包括不在保护区内,在什么保护区内,距离该保护区的最短距离);线巡查是依据记录的路线判断是否存在破坏自然资源的行为,线巡查针对线状破坏方式,比如公路的修建,巡查包括不穿过保护区,经过哪几个保护区等两方面内容。面巡查是依据当前面记录的面位置,判断其与保护区的空间位置关系,计算出该面的面积,如果相交,计算相交面积,相交处个数及坐标。
空间位置审核提供的是在已知空间位置的情况下,定性、定量判断破坏自然保护区行为。
1.2.3视图切换模块
视图切换是依据百度地图(Android版)提供的地理基础数据,进行影像视图与电子地图之间的切换,主要用于添加影像未覆盖的区域。
2.数据库设计
本系统使用SQLite数据库,具有资源占用少,体积小等特点,是基于关系表的管理方式,适用于移动端数据库的构建。将界桩数据存储在SQLite中,具体字段信息见表1。
表1 SQLite数据库界桩字段信息表
3审核与巡查方法
自然保护区审核与巡查系统是以Eclipse为开发平台,Java为编程语言,基于Android开发环境,利用百度提供的移动API(Android SDK v3.6.0)来构建。系统开发包括界面、数据库以及具体功能的设计与实现。界面设计采用Photosh op设计,在res/layout文件夹下,用XML语言实现;数据库的设计采用Navica t for SQLite来进行设计,通过DBManager(数据库管理类)和DBHelper(数据库帮助类)两个类实现数据库版本、表的管理和数据库的操作,具体实现叙述如下。
3.1边界管理
3.1.1添加遥感影像
添加遥感影像是将影像切割若干矩形块,以地形图图层(GroundOverlay)的方式添加。首先定义Ground的显示地理范围(LatLngBounds),一般为矩形区域的南西点和北东点;然后定义显示的矩形块图片(BitmapDescriptor),接着定义Ground(图片层)覆盖物选项,参数为范围、矩形块图片和透明度(trans parency);最后向地图显示控件(BaiduMap)添加构建好的GroundOverlay(图片覆盖层)。
3.1.2界桩与边界的显示
界桩显示利用地图标注方式,首先定义Maker坐标点(LatLng),接着构建Marker图标(BitmapDescriptor)和MarkerOption(覆盖物图标选项),结合文字覆盖物显示界桩编号,最后将地图标注和文字覆盖物添加到地图显示控件中。
边界显示根据界桩信息,利用几何图形覆盖物创建多边形进行显示。首先定义多边形的顶点(List<LatLng>),顶点为各个自然保护区的界桩;然后构建多边形的Option对象(PolygonOptions),包括多边形的顶点、stroke(边框)和填充颜色,结合文字覆盖物显示各个保护区的名称;最后将几何图形和文字覆盖物添加到百度地图控件中。
3.1.3界桩的查询、添加、修改和删除
界桩的添加、修改和删除主要是对界桩数据库进行操作。主要工作由DBM anager和DBHelper两个类完成。其中DBManager类实现数据的查询、添加、删除和修改等操作;DBHelper实现SQLite数据库的连接和数据库版本的管理。
界桩的查询首先输入界桩编号,点击“确定”后将查询界桩移动到屏幕中心,并显示界桩的照片信息,具体操作和效果。同时还可以点击某个界桩,显示当前的界桩号和照片信息。
在界桩的添加、修改和删除等操作之前先获登录,若需修改界桩,填写需要修改的界桩号,输入更新的坐标,点击“确定”即可。
3.2审核巡查
3.2.1定位
百度地图API(Android版)提供GPS和网络定位(Wi-Fi和基站定位)两种定位方式,由百度地图自动选择合适的定位方式。首先初始化LocationClient类,然后配置定位SDK参数,主要包括定位模式(setLocationMode)、定位结果坐标系(setCoorType)和是否返回地址信息(setIsNeedAddress);接着实现B DLocationListener接口,设置显示信息;最后开始定位。
3.2.2野外实时巡查
首先选择巡查方式,包括点巡查、线巡查和面巡查。其中点巡查是破坏行为的当前位置是否位于保护区内,位于哪个保护区;线巡查是记录线型破坏行为所经过线路是否在保护区内还是相交,在哪个保护区内,与保护区边界的最短距离,或与哪个保护区相交;面巡查是依据记录的破坏行为面信息,在哪个保护区内或是与哪个保护区相交,相交面积和坐标。
3.2.3空间位置审核
空间位置审核同样提供点、线和面三种审核方式,每种审核方式下提供三种破坏行为空间位置信息输入方式,导入文件、屏幕点击输入和手动输入。其中导入文件是在指定的文件夹下,放特定格式的文本文件进行导入。
野外实时巡查和空间位置审核关键算法有点到直线距离的计算、面积的计算和空间位置关系的判断。百度地图API(Android版)提供的接口支持点距线上最近的点(getNearestPointFromLine)、两点之间的距离计算(getDistance)、矩形面积的计算和点面空间位置关系(isPolygonContainsPoint)等。
1、到直线距离的计算,首先获取点到直线距离最近的点(LatLng),在计算两点的距离即是点到直线的最短距离,在计算两点的距离即是点到边界线的最短距离,两点之间的距离百度地图API已经直接提供,再利用百度地图API接口提供的点是否在面内的计算功能,直接进行判断即可。
2、面积的计算,首先判断是否符合计算面积的条件,为三角形时,计算相邻两顶点之间的距离,接着获取剩下一个顶点与相邻两顶点构成直线的最近点,计算剩下点到直线的距离,依据三角形计算公式,得出三角形面积;为多边形时,将多边形面积的计算分割为各顶点构成的三角形,最后求各个三角形面积之和即为多边形面积,具体流程如图3所示。
3、空间位置关系的判断,空间位置关系包括点面、线面、面面三种。其中点面利用百度地图提供的接口进行判断,线面和面面空间位置关系的判断思路是将两种空间位置关系转换为点面位置关系进行判断。线面空间位置关系判断是构成面包含直线的全部点,线包含于面中;面中不包含线上的点,则面不包含线;面中包含部分点,则线与面相交。面面空间位置关系判断是提取构建面边界上的点,一个面边界上的点全部落在另一个面中,则一个面包含另一个面,部分点落在另一个面中,则两个面相交,全不落在面中,则一个面不包含另一个面。空间位置关系判断流程如图4所示。
两个面相交则计算相交面积,则是记录点包含于面的变化点,依据提取的变化点构建多边形,然后计算多边形面积。相交坐标记录一个构成面边界点变化的两个点和相对应的另一个构成面边界点变化,用另一个点和第一个面两个点构建的直线,获取最临近点的坐标即是相交的一个坐标,依次检测点面空间位置变化处,提取面面相交坐标。
对开采范围进入石林保护区区界的3家采石场进行了关停,有效保护了石景观资源。
Claims (8)
1.一种自然保护区的审核与巡查系统,其特征在于,所述审核与巡查系统包括以下模块:
地图,用于标注自然保护区信息;
边界管理模块,用于在地图上添加自然保护区的界桩、修改界桩、删除界桩和显示界桩,从而确定自然保护区的边界;
审核巡查模块,包括定位单元和野外实时巡查单元;所述定位单元用于破坏位置的定位;所述野外实时巡查单元通过获取破坏位置从而判断破坏点、破坏线路以及破坏面是否处于自然保护区;
数据库,所述数据库为SQLite数据库,用于存储数据。
2.如权利要求1所述的自然保护区的审核与巡查系统,其特征在于,所述审核与巡查系统还包括空间位置审核单元,用于在已知破坏的空间位置的情况下,在室内进行判断破坏点、破坏线路以及破坏面是否处于自然保护区。
3.如权利要求1所述的自然保护区的审核与巡查系统,其特征在于,所述边界管理模块还包括添加图层单元,添加图层单元添加的图层包括影像图层和专题数据图层。
4.如权利要求1~3任一所述的自然保护区的审核与巡查系统,其特征在于,所述审核与巡查系统承载于移动终端设备上,所述移动终端设备通过无线网络与远程服务器连接,通过无线网络调用地图服务,通过GPS实现定位功能。
5.一种自然保护区的审核与巡查系统应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤(1)边界管理:人为获取自然保护区的界桩,在地图上添加界桩、修改界桩坐标或删除界桩,界桩在地图上确定后,将相邻界桩连接起来在地图上显示出自然保护区边界;
步骤(2)野外实时巡查:实时巡查包括点巡查、线巡查和面巡查;其中点巡查是确认破坏点是否位于保护区内;线巡查是确认破坏线路是否在自然保护区内还是与自然保护区相交;面巡查是依据记录的破坏面信息,判断其是否在保护区内或是否与保护区相交;
步骤(3)空间位置审核:在已知破坏的空间位置的情况下,在室内进行判断,空间位置审核包括点、线和面三种审核方式,每种审核方式下提供破坏点、破坏线路、破坏面空间位置信息输入方式。
6.如权利要求5所述的自然保护区的审核与巡查系统应用方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)破坏点与自然保护区关系的判断过程:先获取点到边界线距离最近的点,在计算两点的距离即是点到边界线的最短距离,再利用地图接口提供的点是否在面内的计算功能,直接进行判断即可。
7.如权利要求5所述的自然保护区的审核与巡查系统应用方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)破坏线路与自然保护区关系的判断过程:若自然保护区包含破坏线路上的全部点,破坏线路包含于自然保护区中;自然保护区不包含破坏线上的点,则自然保护区不包含破坏线路;自然保护区包含部分点,则破坏线路与自然保护区相交。
8.如权利要求5所述的自然保护区的审核与巡查系统应用方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)破坏面与自然保护区关系的判断过程:提取破坏面边界上的点,若破坏面边界上的点全部落在自然保护区中,则自然保护区包含破坏面;若部分点落在保护区中,则破坏面与自然保护区相交;若破坏面边界上的点都没有落在自然保护区中,则自然保护区不包含破坏面。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Tan Shucheng Inventor after: Wang Chao Inventor after: Zhao Zhifang Inventor after: Li Yimin Inventor before: Tan Shucheng Inventor before: Wang Chao |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170104 |