GPS在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

GPS在GIS數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用摘要：由于GIS技術(shù)的先進(jìn)性和發(fā)展性，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，有必要對(duì)基于GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行研究。在這方面，本文從GIS技術(shù)入手，提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，并結(jié)合GPS定位技術(shù)進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：GPS；GIS數(shù)據(jù)米集；應(yīng)用刖言GIS是地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystem)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種極其重要的空間信息系統(tǒng)。GIS主要利用計(jì)算機(jī)硬件及軟件系統(tǒng)的支持，對(duì)地球表層當(dāng)中存在的關(guān)于地理分布數(shù)據(jù)開(kāi)展采集、存儲(chǔ)等一系列工作。1GIS技術(shù)的定義及特征1.1開(kāi)放性特征GIS技術(shù)在系統(tǒng)當(dāng)中能夠支持各方面的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，其中不乏具有多種大型數(shù)據(jù)庫(kù)，如美國(guó)甲骨文軟件系統(tǒng)公司生產(chǎn)的ORACLE關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、美國(guó)賽貝斯公司生產(chǎn)的SYBASE系統(tǒng)等。同時(shí)還可支持多種計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)工具以及各類(lèi)型的操作系統(tǒng)平臺(tái)，從而為各應(yīng)用系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，具有較強(qiáng)的開(kāi)放性特征。1.2先進(jìn)性特征GIS平臺(tái)所采用的技術(shù)皆與世界同步，如計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面也均是采用最新技術(shù)，能夠充分支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)以及圖紙查詢(xún)。GIS系統(tǒng)中具有強(qiáng)大圖標(biāo)輸出功能，利用該功能能夠?qū)崿F(xiàn)地圖的直接打印、統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及各類(lèi)數(shù)據(jù)等目的。同時(shí)系統(tǒng)中還具有較為完善的測(cè)量工具，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行勘查以及線(xiàn)路桿塔的設(shè)計(jì)，并且無(wú)需通過(guò)其他環(huán)節(jié)就可對(duì)線(xiàn)路設(shè)備的遷移以及相關(guān)的計(jì)算等，從而對(duì)線(xiàn)路輔助設(shè)計(jì)以及設(shè)備檔案進(jìn)行修改。GIS系統(tǒng)還具有判斷分析方位或者區(qū)域的功能，以此為用戶(hù)提供可靠依據(jù)，具有極強(qiáng)的先進(jìn)性特征。1.3發(fā)展性特征在GIS技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了考慮其今后的進(jìn)一步發(fā)展，開(kāi)發(fā)工具選用J2EE技術(shù)架構(gòu)以及XML可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言。以此便于系統(tǒng)今后的維護(hù)及功能的擴(kuò)展，同時(shí)也保障了與其他應(yīng)用系統(tǒng)的完美連接，具有發(fā)展性特征。根據(jù)以上對(duì)GIS技術(shù)的特征分析中可以見(jiàn)得，其所具備的開(kāi)放性、先進(jìn)性以及發(fā)展性特征均符合電力數(shù)據(jù)采集的需求，因此，本文將對(duì)基于GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2基站和GPS的混合定位(AGPS)AGPS技術(shù)是一種結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)基站信息和GPS信息對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行定位的技術(shù)，可以在各類(lèi)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中使用。該技術(shù)需要在手機(jī)內(nèi)部添加一個(gè)GPS接收機(jī)模塊，并且改造手機(jī)天線(xiàn)，還要在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上增加位置服務(wù)器、差分GPS基準(zhǔn)站等通信設(shè)備。使用APGS技術(shù)的手機(jī)會(huì)先將本身基站地址通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)轿恢梅?wù)器；位置服務(wù)器會(huì)根據(jù)該手機(jī)的大致位置傳輸與該位置相關(guān)的GPS輔助信息到手機(jī)；該手機(jī)的AGPS模塊根據(jù)輔助信息接收GPS原始信號(hào)；手機(jī)在接收到GPS原始信號(hào)后解調(diào)信號(hào)，計(jì)算手機(jī)到衛(wèi)星的偽距，并將相關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)轿恢梅?wù)器；位置服務(wù)器根據(jù)傳來(lái)的GPS偽距信息和來(lái)自其他定位設(shè)備的輔助信息完成對(duì)GPS信息的處理，進(jìn)行估算出該手機(jī)的位置；位置服務(wù)器將該手機(jī)的位置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蕉ㄎ痪W(wǎng)關(guān)或應(yīng)用平臺(tái)。AGPS解決方案的優(yōu)勢(shì)主要在其定位精度上，在正常GPS工作環(huán)境下，可達(dá)十米左右，并且定位速度較快。3基站+WIFI+GPS的混合定位基站+W舊+GPS的混合定位方式是最常用的定位方式之一，在使用手機(jī)地圖通常會(huì)提示打開(kāi)GPS或者WIFI。假設(shè)在室外環(huán)境下，打開(kāi)其中任意一個(gè)選項(xiàng)都可以極大的提高定位精度，當(dāng)打開(kāi)WIFI時(shí)會(huì)迅速提高定位精度。目前手機(jī)地圖的定位方式基本都是這樣的混合定位方式。原來(lái)運(yùn)用的是IP定位，在手機(jī)接入WIFI時(shí)會(huì)獲取到路由的硬件地址，在手機(jī)處于在線(xiàn)情況下，就可以通過(guò)這唯一地址得到路由的位置坐標(biāo)，再通過(guò)對(duì)WIFI的強(qiáng)度信息獲取手機(jī)用戶(hù)的距離信息組來(lái)提高相應(yīng)的位置精度。4基站軌跡定位算法由于技術(shù)限制，于戶(hù)外遼闊地帶，傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星定位才可精確定位，而若在戶(hù)內(nèi)地帶，其可能會(huì)因搜索衛(wèi)星未果而不能定位。上述的這種缺陷使得以手機(jī)基站的定位為基礎(chǔ)的技術(shù)任意發(fā)展。由于基站覆蓋范圍大的這一限制，很難獲得較高精度的位置。通過(guò)研究，可以利用基站軌跡來(lái)提升定位精確程度。在基站覆蓋范圍內(nèi)的任意一個(gè)地方，用戶(hù)都有概率出現(xiàn)。假設(shè)前期通過(guò)的基站ID序列能被我們獲悉，即可大約判斷用戶(hù)運(yùn)動(dòng)軌跡，可憑此提高精確度。馬爾可夫鏈?zhǔn)呛艹Ｓ玫念A(yù)測(cè)模型，此模型已得到了廣泛的應(yīng)用。在隱馬爾可夫模型中，依賴(lài)于狀態(tài)的輸出是可見(jiàn)的。每一種狀態(tài)在可能的輸出令牌上都有一個(gè)概率分布。通過(guò)了解，我們知道隱馬爾可夫鏈中有兩種序列，一種是明序列，一種是隱序列。在這次的研究中，明序列代表了用戶(hù)經(jīng)過(guò)的基站序列，隱序列是用戶(hù)的實(shí)際位置序列。我們要完成的是通過(guò)基站序列，從而來(lái)推測(cè)用戶(hù)的實(shí)際位置序列。5系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)總體架構(gòu)本文中所設(shè)計(jì)的基于GIS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由硬件及軟件兩部分組成。其中硬件的設(shè)計(jì)又分為兩個(gè)方面:一方面為由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、藍(lán)牙連接以及RFID掃描等多種功能的移動(dòng)設(shè)備所組成，在硬件系統(tǒng)中加入加載電力GIS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件，以此實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)資源的采集、管理等一系列工作;另一方面由有網(wǎng)絡(luò)RTK的GPS接收機(jī)組成，以此達(dá)到以最快速度獲取電力設(shè)備點(diǎn)的空間信息。軟件方面的設(shè)計(jì)主要由五大模塊所組成，分別為工程管理、數(shù)據(jù)采集、點(diǎn)位測(cè)量、圖形操作以及數(shù)據(jù)管理，以此為系統(tǒng)提供各方面支持。5.2功能模塊設(shè)計(jì)5.2.1數(shù)據(jù)采集本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷為數(shù)據(jù)采集，采集對(duì)象包括多方面的數(shù)據(jù)信息，其中最具代表的為備唯一條碼、設(shè)備地理位置、設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系等。因此，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集功能模塊主要作用于相關(guān)身邊信息的快速采集。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，首先要從掃描設(shè)備條碼中獲取到現(xiàn)有設(shè)備數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其中缺失掉屬性的信息進(jìn)行填補(bǔ)。其次并不是現(xiàn)有數(shù)據(jù)就一定準(zhǔn)確，還需根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)開(kāi)展進(jìn)一步校準(zhǔn)工作。最后在一切數(shù)據(jù)信息均校準(zhǔn)的情況下，對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存，并將設(shè)備點(diǎn)展示于圖上，在根據(jù)圖中所指明的起到設(shè)備及重點(diǎn)設(shè)備，創(chuàng)建設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系。5.2.2數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理功能模塊主要用于對(duì)采集成果信息進(jìn)行查看、編輯以及輸出的作用。該系統(tǒng)將會(huì)并未用戶(hù)提供較多查看方式，其中包括列表查看、條件查詢(xún)查看等。在面對(duì)粗差或是異常值的情況下，用戶(hù)可利用數(shù)據(jù)管理中的編輯功能對(duì)這些偏差進(jìn)行更正，并且將更正信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。5.2.3系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置功能模塊由各種配置所組成，其中最具代表的由藍(lán)牙連接配置、GNSS參數(shù)配置等。其中藍(lán)牙連接配置主要作用與移動(dòng)設(shè)備與GPS接收機(jī)間的連接，利用藍(lán)牙配對(duì)將兩者建立起數(shù)據(jù)通信；GNSS參數(shù)配置主要作用于對(duì)CORS站接入點(diǎn)、數(shù)據(jù)源及CORS賬號(hào)等相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)置，以此便于高精度定位網(wǎng)絡(luò)RTK的順利進(jìn)行。結(jié)語(yǔ)基于移動(dòng)定位技術(shù)所提供的大規(guī)模行為數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如一個(gè)城市的區(qū)域規(guī)劃、旅游地區(qū)的管理規(guī)劃、城市交通的規(guī)劃等領(lǐng)域，具有較為廣