【摘要】 本論文對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計相關業(yè)務進行了解，重點針對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查部分進行綜合系統(tǒng)的分析和研究，結合移動GIS的關鍵技術，基于Android平臺開發(fā)了一套適用于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查的野外采集軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括項目管理、野外數(shù)據(jù)采集、野外數(shù)據(jù)上傳三大塊內(nèi)容。并且農(nóng)作物對地調(diào)查中報表制度研發(fā)了一套基于報表制作的系統(tǒng)即表格制定軟件，該軟件解決了農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查中報表制度難以實現(xiàn)的問題，也為農(nóng)作物對地調(diào)查數(shù)據(jù)準備的一部分。表格制定軟件在自主研發(fā)的桌面GIS底層上面進行拓展，用勾畫矢量地塊的思想來制定表格，使表格矢量化。在移動端將表式數(shù)據(jù)像解析矢量地圖一樣解析并且展現(xiàn)在屏幕上，這樣就實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)統(tǒng)計中報表制度的流程。農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查野外數(shù)據(jù)采集包括空間數(shù)據(jù)采集和屬性數(shù)據(jù)采集兩大部分。在野外數(shù)據(jù)采集中空間數(shù)據(jù)的采集主要是對調(diào)查地塊進行勾畫，即對所要調(diào)查的田地矢量化，勾畫出的地塊會自動計算地塊的面積，作為屬性數(shù)據(jù)填入屬性表。屬性數(shù)據(jù)采集又分為常規(guī)屬性數(shù)據(jù)采集和多媒體屬性信息的采集。在農(nóng)作物對地調(diào)查野外采集中，根據(jù)統(tǒng)計業(yè)務流程要分調(diào)查期進行調(diào)查。本系統(tǒng)中的調(diào)查期與空間數(shù)據(jù)綁定，通過選擇不同的底圖圖層來區(qū)分調(diào)查期。數(shù)據(jù)上傳是為了將調(diào)查信息實時的傳回指揮中心的服務器，一方面為了方便指揮中心對調(diào)查進度進行監(jiān)控和調(diào)度，解決了移動設備存儲空間有限的問題。另一方面是能夠?qū)��?shù)據(jù)及時的傳回縮短了調(diào)查后數(shù)據(jù)處理的時間，提高了農(nóng)業(yè)統(tǒng)計野外調(diào)查的效率。論文最后提出程序設計的一些結論和展望。
 
【關鍵詞】 Android； 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計； 野外數(shù)據(jù)； GIS； 表式數(shù)據(jù)；

1. 緒論

1.1 研究背景
隨著社會、經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增長。全社會對生態(tài)資源的總量及分布越來越重視，生態(tài)資源調(diào)查工作越來越重要。特別是我國，一個擁有14億人口的農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)在我國歷來被認為是安天下，穩(wěn)民心的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，并且我們創(chuàng)下了以不足世界9%的耕地養(yǎng)活世界近21%的人口的奇跡。因此農(nóng)業(yè)是關系國民生計的重要依據(jù)之一，因此農(nóng)業(yè)統(tǒng)計成為國家統(tǒng)計部門的重要工作之一。所以我國農(nóng)作物對地調(diào)查作為農(nóng)業(yè)統(tǒng)計重要一項有比較久的歷史， 積累了豐富的經(jīng)驗。早在1962年經(jīng)國務院批準在全國建立一支集中統(tǒng)一的人數(shù)達一千人的調(diào)查隊。最初，科技不發(fā)達的階段農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查的方式比較傳統(tǒng)，都是由調(diào)查人員攜帶各種紙質(zhì)化的資料例如: 基礎地理圖、各種調(diào)查報表、導航設備等到實地進行農(nóng)作物的對地調(diào)查。所采集的各種信息都在紙質(zhì)的報表上面，而且數(shù)據(jù)量較大，導致野外調(diào)查工作完成后數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計比較麻煩，要分省份的將數(shù)據(jù)電子化，然后再對數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計生產(chǎn)結果。最后才能得到統(tǒng)計結果。近年來，為滿足新形勢下對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計提出的新要求，國家一直致力于新技術在農(nóng)業(yè)統(tǒng)計中的應用，尤其是以遙感、地理信息系統(tǒng)、定位導航系統(tǒng)為代表的空間信息技術的應用。“十一五”期間，國家深入研究空間信息技術在統(tǒng)計業(yè)務，特別是主要糧食作物統(tǒng)計中應用的關鍵技術，完成了業(yè)務化應用的多項標準與規(guī)范，積累了豐富的理論知識和實踐經(jīng)驗。實現(xiàn)調(diào)查方法和調(diào)查手段上的革命性轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查體系的更新?lián)Q代，從而全面提升農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查產(chǎn)品的應用和服務水平。因此，傳統(tǒng)的農(nóng)作物對地調(diào)查的方法就不能適應新時期農(nóng)業(yè)統(tǒng)計的需求。
………..

1.2 研究現(xiàn)狀
現(xiàn)在社會的需求隨著現(xiàn)代信息技術和數(shù)字通信技術不斷的提升和變化著，基于 Android 平臺的移動野外信息采集系統(tǒng)越來越多的被各行各業(yè)所采納。 特別是“3S”技術的廣泛應用，基于 Android 平臺的移動野外信息采集系不僅提高了野外信息采集的工作效率，同時在數(shù)據(jù)的及時上報和精確方面也取得了飛速的進步，為農(nóng)業(yè)對地調(diào)查野外信息采集數(shù)據(jù)的共享提供了基礎保證。因此國內(nèi)外對Android 平臺下的移動 GIS 的研究都有了顯著的成效。自20世紀90年代中期以后，以為3S核心的移動GIS逐步走上了歷史的舞臺。與WebGIS和桌面GIS一樣，移動GIS實現(xiàn)了所有GIS領域的功能，也充分的滿足了人們對GIS的不同需求，讓GIS在各個行業(yè)都發(fā)揮了舉足輕重的作用。隨著移動GIS的發(fā)展，使得移動GIS涉及范圍更加廣泛，各種與移動計算相關的行業(yè)都利用移動GIS實現(xiàn)移動辦公。隨著無線通訊技術、移動計算機技術和GPS技術的發(fā)展，移動GIS技術迅猛發(fā)展。目前國外領先的廠商，如ESRI公司一直處于移動技術的前沿，都紛紛推出了自己的基于Android平臺的移動GIS平臺或者二次開發(fā)工具，提供導航定位、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等空間數(shù)據(jù)處理方案。ESRI公司成立于1969年，同時它也是世界上最大的地理信息技術提供商。是地理信息技術的領軍企業(yè)。近些年隨Android平臺的發(fā)展，公司也推出了移動數(shù)據(jù)采集平臺ArcGISAPI for Android �？梢宰岄_發(fā)者使用這個API構建多種應用程序，這些應用程序可以運用Arc GISAPI for Android提供的強大制圖、地理編碼、地理處理和自定義功能實現(xiàn)復雜的業(yè)務功能應將它部署到設備上。
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2. 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計業(yè)務需求及軟件框架設計

2.1 農(nóng)業(yè)統(tǒng)計業(yè)務調(diào)查業(yè)務
目前，國家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查業(yè)務分為農(nóng)產(chǎn)量、畜牧業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品價格、主要農(nóng)產(chǎn)品中間消耗及縣域統(tǒng)計 5 個專業(yè)，業(yè)務流程各異，但也存在共性。伴隨統(tǒng)計理論的發(fā)展演進，業(yè)務體系也不斷的深入和優(yōu)化，并導致業(yè)務系統(tǒng)不斷的升級改版，無法滿足業(yè)務快速發(fā)展的需要。因此，需要科學的方式將復雜業(yè)務分解成可靈活組裝、方便擴展并易于部署的模塊，以滿足行靈活構建業(yè)務的需要。由此，借鑒軟件工程中面向?qū)ο蟮脑O計思想，將各業(yè)務模塊拆分重組，實現(xiàn)業(yè)務節(jié)點工作的“高內(nèi)聚”和各業(yè)務環(huán)節(jié)之間的“松耦合”。拆分過后的農(nóng)業(yè)統(tǒng)計業(yè)務體系如圖 2-1 所示: 國家統(tǒng)計局農(nóng)村司主要負責建立、維護各專業(yè)抽樣框，抽選、維護調(diào)查樣本；收集、審核原始調(diào)查數(shù)據(jù)，對調(diào)查總隊推算及匯總結果進行評估，匯總出全國數(shù)據(jù)，并反饋分省數(shù)據(jù)，制作并發(fā)布綜合數(shù)據(jù)；各省調(diào)查隊基于樣本框或國家規(guī)定的統(tǒng)計區(qū)域調(diào)查樣本網(wǎng)點，抽選樣本村、樣本戶，農(nóng)作物調(diào)查工作相對復雜，在大縣調(diào)查中，還需要在縣域內(nèi)編制面積框，抽選面積調(diào)查的樣本；匯總市、縣調(diào)查隊上報的數(shù)據(jù)，上報國家統(tǒng)計局。縣調(diào)查隊抽選單產(chǎn)調(diào)查最終樣本，實施單產(chǎn)樣本調(diào)查，上報調(diào)查結果；定期調(diào)查面積、單產(chǎn)樣本、樣本散養(yǎng)戶、規(guī)模戶、生產(chǎn)單位的養(yǎng)殖情況，上報調(diào)查結果。省統(tǒng)計局收集農(nóng)業(yè)經(jīng)營單位的數(shù)據(jù)，綜合填報；審核下級上報的綜合結果。市、縣統(tǒng)計局收集鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村及部門的統(tǒng)計資料，部分非重點品種的農(nóng)作物、畜牧業(yè)綜合填報，綜合填報。審核下級上報的綜合結果。全國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作需要各級地方政府的配合，考慮到在調(diào)查過程中會有很多的信息數(shù)據(jù)交互，所以在業(yè)務系統(tǒng)設計時會結合各個專業(yè)的具體業(yè)務環(huán)節(jié)提供合理的數(shù)據(jù)交換接口。
………….

2.2 對統(tǒng)計制度的理解
報表制度中規(guī)定了調(diào)查工作的各個相關單位，界定了統(tǒng)計調(diào)查的對象，明確了填報指標的標準，提供了統(tǒng)計調(diào)查中設計的公式、方法及業(yè)務流程，并以表式的形式將上述各要素以其內(nèi)在聯(lián)系綜合呈現(xiàn)出來，提供給各個調(diào)查單位填報。制度中統(tǒng)計對象與統(tǒng)計單位、指標、時間、是針對統(tǒng)計調(diào)查工作中具體環(huán)節(jié)的調(diào)查細節(jié)規(guī)范。統(tǒng)計調(diào)查方法、分組、分類目錄、公式為各統(tǒng)計機構提供了業(yè)務流程與方法。以上這些可以歸屬為統(tǒng)計，基礎要素�；�礎表與綜合表是上述各要素的綜合。以統(tǒng)計目標、業(yè)務流程為框架，整理出各環(huán)節(jié)的調(diào)查主題，以此為綱將上述基礎要素分別組織到不同的表式中，更有邏輯性的體現(xiàn)出了統(tǒng)計業(yè)務與各個調(diào)查指標間得關系。如圖 2-3 所示，為統(tǒng)計制度之間的關系。表式將農(nóng)業(yè)調(diào)查中各種基礎要素有機的組合起來，為承載各項指標所對應的具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息，給各個專業(yè)提供了一套即統(tǒng)一有又具個性的調(diào)查統(tǒng)計機制。根據(jù)表式作用目的、調(diào)查對象、填報方式的區(qū)別可以分為兩大類——“基層表”與“綜合表”。在野外調(diào)查中主要針對基層表進行調(diào)查統(tǒng)計，野外調(diào)查的基層表進行匯總到綜合表后再上報。

………..

3. Android 體系架構 ...... 23 
3.1  系統(tǒng)架構 ...... 23 
3.2  Android 平臺下 GPS 定位服務 ...... 26 
3.3  Android 平臺下地圖加載原理 ........ 28 
3.4  Android 平臺下地圖符號化機制 ......... 29 

3.5  Android 平臺下數(shù)據(jù)通信機制 ........ 30
3.6  開發(fā)環(huán)境基本介紹 ........ 31 
3.7  本章小結 ...... 32 
4. 采集軟件主要功能模塊開發(fā) ....... 33 
4.1  項目管理模塊 .... 34 
4.2  基礎 GIS 操作模塊 ........ 34 
4.3  導航定位模塊 .... 36 
4.4  空間采集模塊 .... 38
4.5  屬性數(shù)據(jù)采集模塊 ........ 41 
4.6  統(tǒng)計表單模塊 .... 47 
4.7  數(shù)據(jù)上傳模塊 .... 48 
4.8  本章小結 ...... 49 
5. 農(nóng)作物對地調(diào)查工程應用 ..... 50 
5.1  調(diào)查報表數(shù)據(jù)準備 ........ 50 
5.2  項目管理 ...... 52 
5.3  農(nóng)作物對地調(diào)查——播種面積調(diào)查 ..... 52 
5.4  本章小結 ...... 58

5. 農(nóng)作物對地調(diào)查工程應用

針對系統(tǒng)的功能模塊，進行合理的組合建立起一個基于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查的野外采集系統(tǒng)，野外調(diào)查系統(tǒng)主要針對上級下達的野外采集任務，進行實地勘測，獲取測區(qū)的空間及屬性信息。其強大空間數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)矢量基礎編輯及高級編輯功能，靈活的紙質(zhì)表式填報方式，支持各種屬性信息的填報，提升了數(shù)據(jù)的可視化角度。農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查中農(nóng)作物產(chǎn)量調(diào)查中的一項重要的任務就是對地塊信息進行統(tǒng)計，調(diào)查抽樣統(tǒng)計的地塊信息，首先對地塊進行勾畫確定地塊的面積以及種植的作物信息，其次對該地塊的位置信息，地塊類型、耕種人員信息進行調(diào)查。確保在后續(xù)的農(nóng)作為產(chǎn)量調(diào)查中能夠準確的找到指定的地塊。根據(jù)地塊調(diào)查的需求將上一章節(jié)中的各個模塊進行組合成為一個正的地塊調(diào)查系統(tǒng)，主要包括項目管理、目標導航、空間采集、屬性采集、地塊上傳五大模塊。將集成的野外采集系統(tǒng)應用于實際的調(diào)查中，以河北省廊坊市為例，對該市的農(nóng)作物進行對地調(diào)查。數(shù)據(jù)采用 0.5 米級的無人機拍攝的高分變率影像數(shù)據(jù)。并且根據(jù)調(diào)查制度制作調(diào)查中用到的報表數(shù)據(jù)。然后分調(diào)查期進行實地調(diào)查。
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結論

針對農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查野外數(shù)據(jù)采集的需求，調(diào)用已建立的功能模塊設計軟件。在農(nóng)業(yè)統(tǒng)計農(nóng)作物對地調(diào)查中空間矢量數(shù)據(jù)的野外采集以采集點為基礎，由各個采集的點位連接成線，在通過閉合的線連接成多邊形。野外采集過程中點位通過接收定位信息來獲取，所以系統(tǒng)提供了定位獲取點位信息，并將其顯示在地圖上的功能。但某些地點野外工作人員無法到達但又必須采集，針對該情況，本軟件提供了“屏幕取點”功能，即野外采集人員通過在屏幕上畫點的方式，得到需要采集的點位的空間坐標信息�；�于野外采集時硬件的沖擊、電池突然斷電、采集人員忘記保存等等突發(fā)事件造成的數(shù)據(jù)丟失情況，本系統(tǒng)采用自動保存已經(jīng)采集的點位信息的模式。為了減輕野外采集人員的工作強度，降低其工作量，本系統(tǒng)采用采集點后自動連線的方式獲得線數(shù)據(jù)，線數(shù)據(jù)也同樣采用即得即存的模式。采用選取已有閉合的線組合的方式構建多邊形，該模式不但很好的減輕了建立矢量數(shù)據(jù)的拓撲關系的工作量，也減小了野外采集人員的工作量。針對野外采集時會出現(xiàn)的各種誤操作，建立了編輯工具模塊，提供點、線、多邊形的修改操作，并以矢量數(shù)據(jù)的拓撲關系為基礎在修改過程中提供點線多邊形的聯(lián)動。野外采集除了需要記錄空間信息，還需要記錄相應點位區(qū)域的屬性信息，為了減輕野外工作者的工作量，空間數(shù)據(jù)的屬性信息也提供一部分的聯(lián)動，如: 點位和自然地塊的省份編碼和省份名稱會自動添加到數(shù)據(jù)的相應字段下，如果在某個點位或區(qū)域照了相片或錄音記錄了描述信息，該信息也會自動添加到相應的屬性字段下予以記錄保存。
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