1绪论
1.1项目研究目的及意义
野外数据采集仪是一种直接通过移动设备完成数据的采集、存储、传输的数据采集解决方案。服务器设置任务的格式、要求，发布任务，数据采集工作人员使用移动设备通过无线网下载服务器发布的任务数据，在野外录入数据，结合移动设备的GPS定位功能，GIS导航地图功能，拍照摄像功能等，保存多种类型的数据，通过无线网络将数据传输到服务器，也可以使用便携式打印机打印数据。移动互联网、Web2.0的理念深入人心，移动支付、移动导航地图、手机打车、购物等LBS、020应用已经得到了普及，我们己经进入了新地理信息时代野外数据采集仪应运而生。野外数据采集仪将数据采集工作简化为服务器的发布任务、移动设备釆集数据、移动设备和服务器之间的数据传输，满足了数据釆集交换的需求，提高了数据采集工作效率，可以应用到多个领域，为社会各行业数据采集工作提供了一种新的通用的解决方案。传统野外数据采集之前需要先将地图打印好带到野外使用，而直接将数据记录在纸上不仅消耗时间而且容易出错误，如果遇到下雨或者刮风的天气，在纸上记录数据会更加不方便。移动GIS技术能够使用户在任何地点获取地理空间数据，而且获得的数据比纸质的地图更加精确。本文设计并开发了野外数据釆集系统。以系统数据交换和采集控制为研宄对象，手持设备使用Windows Mobile 6.5操作系统，针对其屏幕小、运行速度慢、网络信号不稳定的特点，在对数据交换与控制深入的调研基础上，依据软件工程、数据库、数据安全、计算机网络等相关知识，选择合适的数据格式，完成系统的需求调研、系统分析、系统设计、编码和测试。提出可靠的数据交换策略和高效的釆集控制方案，实现野外数据采集工作，提高野外数据采集工作效率，降低成本。所探索的野外数据采集解决方案具有通用性的特点，为手持野外数据采集工作提供技术实现思路。
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1.2国内外现状分析
目前国内关于野外数据采集的实现方案有：刘新等（2009)使用SQL Server 2005Compact Edition作为PDA数据库软件，使用C#语言幵发了森林资源数据采集软件，PC机使用SQLServer 2005数据库，用户不能定制系统任务单，数据同步功能必须要在野外数据采集结束后才能导入PC机数据库〖6]。舒乐乐等（2010)使用GSM网络的SMS服务，将野外采集的数据通过类Twitter网站服务中转，即使用短消息的形式将数据发送到微博[7]。这种数据釆集方案的优点在于成本低，GSMSMS信号稳定、覆盖范围大，但无法解决任务单定制和服务器下达任务单的要求，而且使用了微博这个Web2.0时代最普遍的互联网应用之一，数据完全公开，没有保密性。蔡子昭等（2011)使用SQL Server CE嵌入式移动数据库存储数据，使用ADO.NET对数据库进行操作，同时使用SyncServiceforADO.NET同步数据[8]。这种数据采集方式不能实现用户定制系统任务单，同步数据仅是同步了 SQL Server CE 3.5和服务器中SQL Server 2005中的数据，野外数据采集中的绘制图、照片、视频等数据使用这种方式难以同步。李阳东等（2011)使用ArcGIS Mobile SDK、C#语言开发了基于Windows Mobile 6.1平台的海洋渔业数据釆集系统，使用SQL Server数据库服务器，没有提到移动端的数据存储方式，使用MicrosoftActiveSync4.5同步数据[9]。
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2需求分析与系统设计
2.1系统需求分析
登入系统后，系统能自动加载服务器（有网络的情况下）或本地上当前用户已有的采样任务单，并能根据任务单调用相应采样记录单，亦可以在没有任务单的情况下，调用所需采样记录单录入现场记录，能够根据已经存在的任务模版增加新任务；能按照一定规则生成样品编码，样品编码及分析项目能通过微型不干胶条码打印机进行打印，能将拍摄的照片和采样点自动关联。实验室原始数据采集方式均为填写Word表格,数据存储的格式也均为Word格式文件，需提供软件，能让用户根据需要自行定制现场记录单需录入的信息项、信息格式和录入方式，数据录入完毕后，还需将已录入的数据自动填入Word中。电子地图（shp格式），通过USB导入移动设备中；通过实验室管理系统下达的釆样任务单（Excel或XML格式)，通过USB和网络（3G/WIFI)导入移动设备中。航迹，通过USB和网络（3G/WIFI)导出到电脑和服务器上，数据格式为shp格式；现场记录数据（包括采样点位的经讳度、现场录入的信息等），通过USB和网络（3G/WIFI)导出到电脑和服务器上，数据格式为shp格式；现场照片和视频数据，可以通过USB和网络（3G/WIFI)导出到电脑和服务器上。
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2.2系统设计
由于野外数据采集是一个整体的作业流程，系统必须提供一个包括野外的数据采集，提交，实验室的数据接收、管理、下达的整体解决方案。方案充分考虑整个数据釆集工作中的任务单定制、下达，数据格式控制，数据上传等需求，保证完整的数据交换传输业务。与现实性整体解决方案必须考虑到目前市场上手持GPS的特点，充分考虑到系统将来的业务需求，选择成熟、通用的数据类型用于存储和交换。方案要结合现有的数据采集方法和流程，在提高工作效率的同时，考虑目前工作中使用的数据类型和平台向新的平台过渡的问题。在系统架构、硬件选型、软件开发平台选择中，选择先进的、成熟可靠的方案。选择配置领先、市场占有率高的GPS设备和打印机，选择与开发平台兼容性好、成熟稳定的GIS软件和相关组件，使系统易于开发和维护。在操作系统选择、软件开发、数据存储交换过程中，需考虑数据和软件平台的安全性，防止泄露和丢失数据，确保服务器准确完整地下达任务，移动设备准确完整地提交任务。
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3数据交换与采集控制解决方案..........23
3.1数据交换和采集控制整体思路与技术分析......... 23
3.2 XML数据交换格式与存储......... 27
3.3任务数据的读写 .........38
3.4采集过程与界面控制......... 42
3.5任务数据的传输与转换......... 44
3.5.1任务数据传输的方法......... 44
3.5.2 XML类型数据与Word类型数据互相转换 .........45
4系统各模块功能实现......... 46
4.1数据采集......... 46
4.2任务单管理系统......... 61
5结论 .........66
5.1结论......... 66
5.2展望 .........66
4系统各模块功能实现
根据第二章对手持野外数据采集系统的需求分析和系统设计，野外数据采集系统包括两个独立的软件系统：一个是运行于手持GPS设备中的数据采集系统，包括登陆模块、任务单管理模块、数据录入模块；另一个是运行在实验室服务器中的任务单管理系统，包括任务单定制、任务单数据转换。本章将给出系统各个模块的具体实现，开发系统各模块功能。用户可以选择用户名密码登陆，也可以选择用户编号密码登陆。系统登录界面初始化的时候读取用户登录记录UserRecord.xml文件，如果文件不存在，则创建空的用户登录记录，如果存在，将UserRecord.xml文件读取到一个DataSet中，用户登录记录设计为这个DataSet中的一张表，即一个DataTable，用户登录记录表有三列，分别是用户名、密码、用户编号。用户登录成功后，先判断登录记录表中是否存在用户登录记录，如果存在，则删除掉用户登录记录重新添加一行，如果不存在，则直接在登陆记录表中添加一行登录记录，然后将记录用户登录记录的DataSet写到用户登录记录xml文件中。读取用户登陆记录程序流程图如图4-2。
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结论
本文研究了野外数据采集方法、数据交换、釆集控制和移动GIS技术，分析了野外数据采集工作中硬件、软件、数据、性能等需求，设计并开发了野外数据采集系统，针对手持设备屏幕小、运行速度慢、网络信号不稳定的特点，在对数据交换与采集控制深入的调研基础上，为了满足定制任务单的实际需求，设计了数据交换格式，根据数据交换的格式研宄了数据读取、保存、传输、转换的方法和动态生成界面方法，提高了野外数据采集的灵活性和效率。主要特色与创新点如下：
(1)分析了野外数据采集工作的特点，实现了定制任务单。
(2)设计了任务单格式，设计了任务单管理和数据录入界面，提出了任务单定制、读取和保存的方法，任务单和Word表格数据转换的方法，提出了一种通用的野外数据采集方式。
(3)使用已有的组件和技术实现了数据压缩、解压和传输，从而给出了野外数据釆集工作整体的解决方案。
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参考文献（略）
