基于移动GIS的水污染数据采集系统关键技术研究

论文摘要

为便于研究合理的水污染防治手段,如何高效率、高精度的采集并共享水污染数据就成为当前水污染防治中必须要解决的问题。水污染数据不仅包含像污染物浓度之类的属性数据,还包含像污染源位置之类的空间数据。而移动GIS技术整合了GIS、GPS、无线通信技术和嵌入式软硬件技术,在导航、野外空间数据采集与整理、野外测量等方面有着先天的优势,它必然会为水污染数据采集,特别是空间数据的采集,带来极大的便利。但将现有移动GIS方案应用到水污染数据采集中还存在以下几点不足:①目前没有专门针对水污染数据采集,特别是空间数据采集方面的研究,缺乏通用的水污染数据模型;②现有移动GIS方案对我国采用的空间坐标系统缺乏有效支持,当需要将野外采集的GPS位置数据转换为我国的空间坐标系统下的数据时,传统坐标系统转换模型由于其复杂性和计算量过大,都不能完全满足移动设备进行坐标系统转换的需要;③现有移动GIS方案对底图数据和业务数据还没有区别对待,它们以相似的方式在移动设备端进行渲染和显示。要利用移动GIS技术实现水污染数据的采集,必须有效的解决上述问题。本文针对现有移动GIS方案在水污染数据采集系统中的不足,主要做了以下几方面的工作:①为便于水污染数据的采集、存储和管理,对水污染数据进行了分析和设计,完成了水污染地理数据库的建模。②根据数据库模型,将水污染专题数据库中的底图数据以栅格形式直接存储到移动设备端,完成底图数据与业务数据的分离。③讨论了含有不同坐标系统的空间数据间的转换问题,提出了一种矢量数据坐标转换方法,此方法可满足在移动设备上进行矢量数据实时的坐标转换。④实现了一个包括数据库系统、GIS服务器系统和移动终端系统三部分的完整的水污染野外数据采集方案,移动终端软件并实现了诸如采集、编辑、同步等功能。实践证明,在Web GIS平台支持下,本文系统不仅能高效率、高精度的采集和存储水污染数据,而且可以很轻松的共享这些数据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 GIS 发展现状
• 1.2.2 移动GIS 发展现状
• 1.2.3 面临的主要问题
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文组织结构
• 2 水污染数据采集系统总体设计
• 2.1 移动GIS 方案比较
• 2.2 系统结构设计
• 2.3 移动设备端功能设计
• 2.4 系统开发及运行环境
• 2.5 本章小结
• 3 水污染数据库模型
• 3.1 地理空间数据
• 3.2 Geodatabase 数据模型
• 3.2.1 Geodatabase 的概念
• 3.2.2 Geodatabase 的存储结构
• 3.2.3 Geodatabase 的三种存储方案
• 3.2.4 Geodatabase 的优势
• 3.3 水污染数据库建模
• 3.3.1 空间数据库
• 3.3.2 非空间数据库
• 3.4 底图数据的数字化与分离
• 3.4.1 数据数字化技术概述
• 3.4.2 底图数据的数字化
• 3.4.3 底图与业务图层的分离
• 3.5 本章小结
• 4 基于多项式的坐标系统平面转换模型
• 4.1 坐标系统及其转换
• 4.1.1 坐标系统
• 4.1.2 空间转换模型
• 4.1.3 平面转换模型
• 4.2 二元多项式平面转换模型
• 4.3 实验及结论
• 4.4 本章小结
• 5 移动设备端软件实现
• 5.1 ArcGIS Mobile SDK 简介
• 5.2 设备端功能实现
• 5.2.1 打开地图服务
• 5.2.2 数据采集
• 5.2.3 数据编辑
• 5.2.4 GPS 功能
• 5.2.5 数据同步
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B.参加的科研项目