為了得到生態環境的動態變化狀況，更加全面的掌握生態系統變化以及動態的變化規律，整體的評價生態環境質量狀況，開展對野外監測點生態環境信息的采集工作。定期開展信息采集工作，為后續開發工作提供數據支撐非常必要，在后期生態環境的規劃、管理和決策中也發揮了重要作用。
在傳統的監測方式中，監測點生態環境信息的采集主要是由外業操作人員完成的。根據監測點采樣信息的要求，在紙質表格中，對特定的監測點進行信息記錄，等待返回辦公室錄入數據庫，并在地理信息數據庫中進行數據整合。傳統的作業模式具有耗費時間長、工作量較大、實時性較差、誤差較大等缺點，且采集的信息量少，無形中增加了內業和外業的工作量。隨著人類科學研究的不斷發展，外業數據內容和形式也在慢慢發生變化，并呈現出數量大，復雜性高，多樣性的特點。因此，如果野外數據能在采集時就實現數字化，將會使數據采集工作更加方便，基于掌上機的移動地理信息系統是一個很好的補充。伴隨著計算機技術的不斷發展，移動GIS的應用越來越廣泛。移動GIS將移動通信技術、GPS定位技術和GIS技術集成為一體。在野外信息采集方面，移動GIS的應用越來越廣泛，已經成為了多種場景下的解決方案。
本文從監測點生態環境核查信息收集、發送、存儲和下載生態信息的基本過程出發，討論了基于移動GIS的信息服務方案。充分利用互聯網的各種優勢和特點，來實現生態環境核查信息的快速采集、實時傳輸和存儲服務。
1、系統需求分析
生態環境核查主要的任務是在掌握土地利用分類類型的基礎上，及時、準確的獲取監測點核查信息，做好監測點信息核查統計工作，對于后續開發利用工作具有重要的價值，對本生態環境核查系統建設的系統需求分析如下。
1. 1核查任務
生態環境核查要對土地的利用類型、邊界、動態地物和災害變化等進行核對，并建立相對應的核查任務。核查信息都要記錄監測點的經緯度和海拔信息。野外土地利用類型核查信息還要記錄該點的地貌類型以及全景景觀類型，并對野外定點類型進行判讀;全國生態遙感監測土地利用分為兩級，一級類型以及二級類型。一級類型分為耕地、工礦、居民用地以及未利用土地等。二級類型又對各種地物進行了更詳細的劃分。野外土地邊界核查信息還要對監測點的東西南北地物類型進行判讀。土地利用動態地物核查信息還要記錄變化前后的地物類型。土地利用災害核查信息還要記錄災害變化前后的地物類型。
1. 2系統功能需求
目前，野外土地核查信息的采集和監測主要經過以下過程:野外核查信息采集一數據傳輸與存儲一本地瀏覽核查信息一監測點核查信息展示。因此，系統的主要功能應該包含目標點核對信息采集與存儲、本地瀏覽、目標點信息查看以及登錄、注冊、地圖加載和用戶設置等功能。
1. 3系統數據需求
生態環境野外核查需要采集的數據類型具有多樣性，主要包括定位數據、核查前后地物類型數據、現場圖片和時間信息等類型的數據。當前監測點信息采集主要由外業作業人員完成，需要保證信息的準確性，需要更多的野外采集人員參與，使用智能終端完成數據收集，才能夠實現快速地收集海量的數據，保證準確實時核查野外生態環境的變化情況。
1. 4用戶類型
系統有普通用戶和管理員2個角色，普通用戶可以加載離線地圖，并可以加載在線地圖，還可以采集土地利用核查信息。管理員可以通過本地瀏覽，查看土地利用核查信息表，并且可以進行核查任務監管。系統總設計圖如圖1所示。
2、系統設計
系統分為服務端和移動端2部分，數據的交互通過4G/WLAN來實現，并使用了XML的數據格式進行傳輸，從而使采集的平臺數據具有一致性。系統的架構為C/S架構，在移動端開發并安裝了APP ( Application)軟件，該APP主要實現了數據的收集、傳送以及瀏覽等功能，同時還實現了核查任務的實時監管和軌跡跟蹤。
2. 1系統體系結構設計
本系統以監測點核查信息采集為出發點展開工作，包括數據的采集、存儲和查看等功能，如圖2所示，分為用戶層、表現層、業務邏輯層與數據層。用戶層對應著安卓端和iOS端，可以在任何平臺上下載軟件，使每一部手機都可以實現數據采集的工作，該種工作方式不同于傳統的紙質表格采集數據，很大程度上增加了數據獲取的數量;表現層對應著移動端的一些具體功能;業務邏輯層提供了服務端和客戶端的具體技術和服務支持;數據層包括任務管理信息庫、用戶信息庫和核查信息庫。
2. 2系統功能設計
2. 2. 1移動端功能設計
（1）數據采集與核查
有效的監測點生態環境核查信息需要解釋在何時、何地發生了哪些變化。時間可以通過日歷來選擇，也可以通過系統的默認時間來設置。在空間信息獲取方面，提供兩種定位方式，一種是在有基站的地方使用手持定位機來獲取高精度經緯度信息，并通過藍牙通信把數據傳輸到移動端;另一種方式通過移動設備自身內置的GPS功能來實現定位，從而獲得當前點的位置信息。在移動設備上實現加載離線地圖和在線地圖并定位到當前位置，不僅可以節省流量，也可以實現點要素的編輯。在在線地圖和離線地圖的模式下，用戶可以定位當前位置，并可以實現對地圖的一些基本操作;在屬性信息方面，為了便于得到監測點生態環境核查信息，又將核查信息細分為四類。采集信息之前，數據庫中已經存儲了所有的地物字段類型。在采集信息時，在移動端實現野外生態環境監測點地貌類型、全景景觀類型等信息的錄入，需要采集變化之前和變化之后的信息，并通過人為的選擇正確或錯誤來實現信息核查工作。
（2）數據管理
數據管理包含信息的封裝、存儲和傳輸。移動端包括Android和iOS兩大系統，在完成信息采集工作后，通過XML數據模板進行封裝。在野外進行信息采集時不可避免的會遇到沒有網絡的狀況，在該種狀況下可將采集的信息保存到自動創建的Excel。信息的傳輸是在有網絡的情況下進行的，將采集到的數據封裝在數據包中并發送到服務器上。服務器使用Java的數據連接技術將數據寫入數據庫，并向移動設備返回文本消息。
2.2.2服務端功能設計
服務端負責數據的解析和存儲工作。在數據存儲方面，使用加入了時間要素的核查信息數據庫。核查數據庫包括四部分，分別是土地利用類型核查、土地利用邊界、土地利用動態核查和土地利用災害核查。時間、經緯度、海拔和地貌類型為公共字段。土地利用類型信息還包括全景景觀類型字段。土地利用邊界信息還包括南北東西類型字段。土地利用動態核查信息還包括變化前后類型字段。土地利用災害核查信息還包括災害前后的類型字段。
3、核心功能實現與測試
3. 1關鍵技術
本系統通過使用Android的四大開發組件，實現了Activity和Fragment, Fragment和Frag-ment之間的通信，完成了系統的搭建。
本系統應用了移動GIS開發的相關技術，其中包含基于位置信息服務的技術、無線通訊技術、移動管理和GPS定位等技術。LBS(Location Based Services)基于位置的信息服務技術的主要目標是使用戶不管在什么時間、什么地點都可以得到基于定位服務的位置信息。無線網絡將移動用戶和有線網絡聯系起來，同時在移動通信中起到了關鍵的作用。移動計算技術是資源及時共享的基礎。隨著互聯網技術的發展，移動計算的技術也得以發展。在移動設備方面，出現了手機、筆記本電腦等更方便攜帶的設備。在網絡方面，不僅利用固定網絡，還發展了各種無線網絡并綜合運用兩者來傳播。移動管理重點是針對今后移動以移動通訊為核心支持的服務而言的，是移動中移動通訊的關鍵技術之一。
在界面設計方面，使用了一些在安卓開發過程常用的布局設計和控件，其中控件包括一些自定義控件和第三方控件。在第三方功能擴展方面，通過調用Android地圖SDK ( Software Development Kit)來實現與地圖相關的操作與功能。
3. 2地圖加載
移動端數據采集核心功能包括時間、海拔、經緯度和地物類型信息采集。該系統使用了相對比較成熟的ZTMAPGIS for Android/iOS開發包，該開發包提供了豐富的地圖加載功能。移動端可以加載離線地圖和在線地圖，離線地圖的制作使用ZTMAPGIS軟件來完成。
在線地圖引用了Android地圖SDK，通過Android地圖SDK來實現地圖的加載和定位等功能。開發者可以使用該套SDK來實現An-droid開發中的地圖相關功能和操作，使軟件的功能更加豐富和多樣。首先需要創建百度平臺開發者賬號，獲取應用的密鑰，然后在A n-droidStudio進行安裝包的配置。加載地圖的功能需要以下幾步操作，第一步需要配置Android-Manifest. xml文件，將密鑰添加進來并添加權限聲明。第二步需要在布局文件中增加地圖容器Map-View。第三步，地圖初始化，建立一個自己定義的Application，在其onCreate方法中完成SDK的初始化，再創建地圖Activity來管理MapView生命周期。地圖加載的顯示效果如圖3（a）所示。
3. 3數據采集與核查
核查信息數據如全景景觀類型的選擇可以通過Spinner控件加載對應的景觀類型，一般狀態下的時間直接讀取系統的時間，也可以自己對時間進行編輯。用戶可以在登錄軟件時選擇記住密碼，下次即登陸可以實現自動登錄。系統的操作如圖3所示，用戶點擊任務管理進入如圖所示的核查信息采集類型界面，在該界面上選出對應的核查信息種類后，創建對應類型的核查任務，任務創建完成后跳轉核查界面填寫內容，其中時間和經緯度自動填充。點擊照片處加號可拍攝照片或者選擇拍好的照片，選好圖片后需點擊圖片修改照片編碼，再根據實地信息填寫地貌類型、全景景觀類型等信息。
采集信息時首先需要選擇變化之前的野外定點類型，然后再選擇現在的判讀類型。通過人工判斷該點是否發生變化，判斷該點是正確還是錯誤。點擊保存編輯后該采樣點核查情況將保存，然后跳轉下一個界面重新采集信息。核查信息的采集界面如圖3（b）和圖3（c）所示。
3. 4核查任務監管
3. 4. 1實時監管
實時監控采用百度的鷹眼軌跡技術，通過應用界面實現軌跡跟蹤。在使用鷹眼跟蹤服務之前，每個開發者必須先建立自己獨有的鷹眼軌跡服務空間，用于存儲、訪問和管理自己的一批終端和軌跡。實現軌跡追蹤功能還需以下幾個操作步驟:配置工程，初始化軌跡服務，設置定位和回傳周期，初始化監聽器，開啟軌跡追蹤。軌跡查詢服務需要設置請求協議，然后才可以查詢實時的位置和軌跡。
3. 4. 2軌跡回放
實現軌跡回放功能首先需要建立存放經緯度的數組，該經緯度為最新一次采集任務獲取的經緯度，將獲取到的經緯度增加到數組里邊，用獲取到的經緯度在地圖上添加海量的點，然后將點連接起來，將線畫好后，就可以進行軌跡回放以及暫停、銷毀、加速等操作。
3. 5測試結果
本系統于2017年在海南三亞地區進行了推廣試用，通過實地的使用表明，在良好的網絡連接情況下，野外數據采集、傳輸、解析與存儲可在2~6 s內完成，更好的滿足了數據收集的需求。GPS定位耗時10~15 s。主要原因是第一次打開GPS，需要搜索衛星來定位。離線地圖加載非常平穩，幾乎沒有延遲。初始定位通過GPS定位到當前位置，用戶基本上可以通過地圖準確的識別出核查信息的采集位置。
4、結束語
本文設計了基于移動GIS的生態環境核查信息采集系統，應用ZTMAPGIS for Android/iOS開發方法實現本系統的所有功能，系統采用的是基于XML格式的數據傳輸方式，該種傳輸方式不僅節省了流量，而且使平臺的數據具有一致性，數據從采集到存儲在較短時間內即可完成。本系統實現了生態環境核查信息的采集、傳輸與存儲、核查與監管等過程，使生態環境核查信息的采集更加科學，提高了工作的效率。在生態環境監測方面，如何更好的處理和分析收集到的數據，這是今后工作的研究重點。