GPS在GIS数据采集中的应用

GPS在GIS数据采集中的应用

梁展宇

梁展宇

贵港市攀峰测绘有限公司广西贵港537100

摘要：由于GIS技术的先进性和发展性，被广泛应用于各个领域。因此，有必要对基于GIS技术的数据采集系统进行研究。在这方面，本文从GIS技术入手，提出了系统设计的要点，并结合GPS定位技术进行了探讨。

关键词：GPS；GIS数据采集；应用

前言

GIS是地理信息系统(GeographicInformationSystem)的简称，是一种极其重要的空间信息系统。GIS主要利用计算机硬件及软件系统的支持，对地球表层当中存在的关于地理分布数据开展采集、存储等一系列工作。

1GIS技术的定义及特征

1.1开放性特征

GIS技术在系统当中能够支持各方面的数据库管理，其中不乏具有多种大型数据库，如美国甲骨文软件系统公司生产的ORACLE关系数据库管理系统、美国赛贝斯公司生产的SYBASE系统等。同时还可支持多种计算机编程语言、开发工具以及各类型的操作系统平台，从而为各应用系统提供标准化接口，具有较强的开放性特征。

1.2先进性特征

GIS平台所采用的技术皆与世界同步，如计算机图形技术、数据库技术等。该系统在设计方面也均是采用最新技术，能够充分支持远程数据以及图纸查询。GIS系统中具有强大图标输出功能，利用该功能能够实现地图的直接打印、统计报表以及各类数据等目的。同时系统中还具有较为完善的测量工具，能够对现场数据进行勘查以及线路杆塔的设计，并且无需通过其他环节就可对线路设备的迁移以及相关的计算等，从而对线路辅助设计以及设备档案进行修改。GIS系统还具有判断分析方位或者区域的功能，以此为用户提供可靠依据，具有极强的先进性特征。

1.3发展性特征

在GIS技术的开发过程中，为了考虑其今后的进一步发展，开发工具选用J2EE技术架构以及XML可扩展标记语言。以此便于系统今后的维护及功能的扩展，同时也保障了与其他应用系统的完美连接，具有发展性特征。根据以上对GIS技术的特征分析中可以见得，其所具备的开放性、先进性以及发展性特征均符合电力数据采集的需求，因此，本文将对基于GIS技术的数据采集系统进行设计。

2基站和GPS的混合定位（AGPS）

AGPS技术是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在各类移动网络中使用。该技术需要在手机内部添加一个GPS接收机模块，并且改造手机天线，还要在移动网络上增加位置服务器、差分GPS基准站等通信设备。使用APGS技术的手机会先将本身基站地址通过移动网络传输到位置服务器；位置服务器会根据该手机的大致位置传输与该位置相关的GPS辅助信息到手机；该手机的AGPS模块根据辅助信息接收GPS原始信号；手机在接收到GPS原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪距，并将相关信息通过网络传输到位置服务器；位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备的辅助信息完成对GPS信息的处理，进行估算出该手机的位置；位置服务器将该手机的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。AGPS解决方案的优势主要在其定位精度上，在正常GPS工作环境下，可达十米左右，并且定位速度较快。

3基站+WIFI+GPS的混合定位

基站+WIFI+GPS的混合定位方式是最常用的定位方式之一，在使用手机地图通常会提示打开GPS或者WIFI。假设在室外环境下，打开其中任意一个选项都可以极大的提高定位精度，当打开WIFI时会迅速提高定位精度。目前手机地图的定位方式基本都是这样的混合定位方式。原来运用的是IP定位，在手机接入WIFI时会获取到路由的硬件地址，在手机处于在线情况下，就可以通过这唯一地址得到路由的位置坐标，再通过对WIFI的强度信息获取手机用户的距离信息组来提高相应的位置精度。

4基站轨迹定位算法

由于技术限制，于户外辽阔地带，传统的GPS卫星定位才可精确定位，而若在户内地带，其可能会因搜索卫星未果而不能定位。上述的这种缺陷使得以手机基站的定位为基础的技术任意发展。由于基站覆盖范围大的这一限制，很难获得较高精度的位置。通过研究，可以利用基站轨迹来提升定位精确程度。在基站覆盖范围内的任意一个地方，用户都有概率出现。假设前期通过的基站ID序列能被我们获悉，即可大约判断用户运动轨迹，可凭此提高精确度。马尔可夫链是很常用的预测模型，此模型已得到了广泛的应用。在隐马尔可夫模型中，依赖于状态的输出是可见的。每一种状态在可能的输出令牌上都有一个概率分布。通过了解，我们知道隐马尔可夫链中有两种序列，一种是明序列，一种是隐序列。在这次的研究中，明序列代表了用户经过的基站序列，隐序列是用户的实际位置序列。我们要完成的是通过基站序列，从而来推测用户的实际位置序列。

5系统设计

5.1系统总体架构

本文中所设计的基于GIS的数据采集系统主要由硬件及软件两部分组成。其中硬件的设计又分为两个方面:一方面为由无线网络通信、蓝牙连接以及RFID扫描等多种功能的移动设备所组成，在硬件系统中加入加载电力GIS数据采集系统软件，以此实现电网资源的采集、管理等一系列工作;另一方面由有网络RTK的GPS接收机组成，以此达到以最快速度获取电力设备点的空间信息。软件方面的设计主要由五大模块所组成，分别为工程管理、数据采集、点位测量、图形操作以及数据管理，以此为系统提供各方面支持。

5.2功能模块设计

5.2.1数据采集

本次系统的设计初衷为数据采集，采集对象包括多方面的数据信息，其中最具代表的为备唯一条码、设备地理位置、设备拓扑关系等。因此，系统中数据采集功能模块主要作用于相关身边信息的快速采集。在进行数据采集的过程中，首先要从扫描设备条码中获取到现有设备数据信息，并对其中缺失掉属性的信息进行填补。其次并不是现有数据就一定准确，还需根据实际情况出发，对现有数据开展进一步校准工作。最后在一切数据信息均校准的情况下，对现有数据信息进行保存，并将设备点展示于图上，在根据图中所指明的起到设备及重点设备，创建设备之间的拓扑关系。

5.2.2数据管理

数据管理功能模块主要用于对采集成果信息进行查看、编辑以及输出的作用。该系统将会并未用户提供较多查看方式，其中包括列表查看、条件查询查看等。在面对粗差或是异常值的情况下，用户可利用数据管理中的编辑功能对这些偏差进行更正，并且将更正信息存储于数据库中。

5.2.3系统设置

系统设置功能模块由各种配置所组成，其中最具代表的由蓝牙连接配置、GNSS参数配置等。其中蓝牙连接配置主要作用与移动设备与GPS接收机间的连接，利用蓝牙配对将两者建立起数据通信;GNSS参数配置主要作用于对CORS站接入点、数据源及CORS账号等相关信息进行设置，以此便于高精度定位网络RTK的顺利进行。

结语

基于移动定位技术所提供的大规模行为数据可以应用于各个领域，如一个城市的区域规划、旅游地区的管理规划、城市交通的规划等领域，具有较为广阔的应用前景。

参考文献：

［1］胡天云．基于GIS的电缆及通道信息管理控制平台应用［J］．湖北工程学院学报，2017，37(03):58－62．

［2］叶爱民，周铀，王金生等．基于GIS的电力智能高效可视化定位调度系统研究与实现［J］．自动化与仪器仪表，2017，(09):151－152+156．