【摘要】 本論文對農業(yè)統(tǒng)計相關業(yè)務進行了解，重點針對農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調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)了一套適用于農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調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)據采集、野外數(shù)據上傳三大塊內容。并且農作物對地調查中報表制度研發(fā)了一套基于報表制作的系統(tǒng)即表格制定軟件，該軟件解決了農業(yè)統(tǒng)計調查中報表制度難以實現(xiàn)的問題，也為農作物對地調查數(shù)據準備的一部分。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)了農業(yè)統(tǒng)計中報表制度的流程。農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調查野外數(shù)據采集包括空間數(shù)據采集和屬性數(shù)據采集兩大部分。在野外數(shù)據采集中空間數(shù)據的采集主要是對調查地塊進行勾畫，即對所要調查的田地矢量化，勾畫出的地塊會自動計算地塊的面積，作為屬性數(shù)據填入屬性表。屬性數(shù)據采集又分為常規(guī)屬性數(shù)據采集和多媒體屬性信息的采集。在農作物對地調查野外采集中，根據統(tǒng)計業(yè)務流程要分調查期進行調查。本系統(tǒng)中的調查期與空間數(shù)據綁定，通過選擇不同的底圖圖層來區(qū)分調查期。數(shù)據上傳是為了將調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查進度進行監(jiān)控和調度，解決了移動設備存儲空間有限的問題。另一方面是能夠將數(shù)據及時的傳回縮短了調查后數(shù)據處理的時間，提高了農業(yè)統(tǒng)計野外調查的效率。論文最后提出程序設計的一些結論和展望。
 
【關鍵詞】 Android； 農業(yè)統(tǒng)計； 野外數(shù)據； GIS； 表式數(shù)據；

1. 緒論

1.1 研究背景
隨著社會、經濟的發(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)資源調查工作越來越重要。特別是我國，一個擁有14億人口的農業(yè)大國，農業(yè)在我國歷來被認為是安天下，穩(wěn)民心的戰(zhàn)略產業(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。因此農業(yè)是關系國民生計的重要依據之一，因此農業(yè)統(tǒng)計成為國家統(tǒng)計部門的重要工作之一。所以我國農作物對地調查作為農業(yè)統(tǒng)計重要一項有比較久的歷史， 積累了豐富的經驗。早在1962年經國務院批準在全國建立一支集中統(tǒng)一的人數(shù)達一千人的調查隊。最初，科技不發(fā)達的階段農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調查的方式比較傳統(tǒng)，都是由調查人員攜帶各種紙質化的資料例如: 基礎地理圖、各種調查報表、導航設備等到實地進行農作物的對地調查。所采集的各種信息都在紙質的報表上面，而且數(shù)據量較大，導致野外調查工作完成后數(shù)據整理和統(tǒng)計比較麻煩，要分省份的將數(shù)據電子化，然后再對數(shù)據分析統(tǒng)計生產結果。最后才能得到統(tǒng)計結果。近年來，為滿足新形勢下對農業(yè)統(tǒng)計提出的新要求，國家一直致力于新技術在農業(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驗。實現(xiàn)調查方法和調查手段上的革命性轉變，實現(xiàn)農業(yè)統(tǒng)計調查體系的更新?lián)Q代，從而全面提升農業(yè)統(tǒng)計調查產品的應用和服務水平。因此，傳統(tǒng)的農作物對地調查的方法就不能適應新時期農業(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)據的及時上報和精確方面也取得了飛速的進步，為農業(yè)對地調查野外信息采集數(shù)據的共享提供了基礎保證。因此國內外對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)據采集、數(shù)據分析等空間數(shù)據處理方案。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. 農業(yè)統(tǒng)計業(yè)務需求及軟件框架設計

2.1 農業(yè)統(tǒng)計業(yè)務調查業(yè)務
目前，國家農業(yè)統(tǒng)計調查業(yè)務分為農產量、畜牧業(yè)、農產品價格、主要農產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對象的設計思想，將各業(yè)務模塊拆分重組，實現(xiàn)業(yè)務節(jié)點工作的“高內聚”和各業(yè)務環(huán)節(jié)之間的“松耦合”。拆分過后的農業(yè)統(tǒng)計業(yè)務體系如圖 2-1 所示: 國家統(tǒng)計局農村司主要負責建立、維護各專業(yè)抽樣框，抽選、維護調查樣本；收集、審核原始調查數(shù)據，對調查總隊推算及匯總結果進行評估，匯總出全國數(shù)據，并反饋分省數(shù)據，制作并發(fā)布綜合數(shù)據；各省調查隊基于樣本框或國家規(guī)定的統(tǒng)計區(qū)域調查樣本網點，抽選樣本村、樣本戶，農作物調查工作相對復雜，在大縣調查中，還需要在縣域內編制面積框，抽選面積調查的樣本；匯總市、縣調查隊上報的數(shù)據，上報國家統(tǒng)計局。縣調查隊抽選單產調查最終樣本，實施單產樣本調查，上報調查結果；定期調查面積、單產樣本、樣本散養(yǎng)戶、規(guī)模戶、生產單位的養(yǎng)殖情況，上報調查結果。省統(tǒng)計局收集農業(yè)經營單位的數(shù)據，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。全國農業(yè)統(tǒng)計工作需要各級地方政府的配合，考慮到在調查過程中會有很多的信息數(shù)據交互，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)據交換接口。
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2.2 對統(tǒng)計制度的理解
報表制度中規(guī)定了調查工作的各個相關單位，界定了統(tǒng)計調查的對象，明確了填報指標的標準，提供了統(tǒng)計調查中設計的公式、方法及業(yè)務流程，并以表式的形式將上述各要素以其內在聯(lián)系綜合呈現(xiàn)出來，提供給各個調查單位填報。制度中統(tǒng)計對象與統(tǒng)計單位、指標、時間、是針對統(tǒng)計調查工作中具體環(huán)節(jié)的調查細節(jié)規(guī)范。統(tǒng)計調查方法、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。表式將農業(yè)調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)據信息，給各個專業(yè)提供了一套即統(tǒng)一有又具個性的調查統(tǒng)計機制。根據表式作用目的、調查對象、填報方式的區(qū)別可以分為兩大類——“基層表”與“綜合表”。在野外調查中主要針對基層表進行調查統(tǒng)計，野外調查的基層表進行匯總到綜合表后再上報。

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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)據采集模塊 ........ 41 
4.6  統(tǒng)計表單模塊 .... 47 
4.7  數(shù)據上傳模塊 .... 48 
4.8  本章小結 ...... 49 
5. 農作物對地調查工程應用 ..... 50 
5.1  調查報表數(shù)據準備 ........ 50 
5.2  項目管理 ...... 52 
5.3  農作物對地調查——播種面積調查 ..... 52 
5.4  本章小結 ...... 58

5. 農作物對地調查工程應用

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業(yè)統(tǒng)計農作物對地調查的野外采集系統(tǒng)，野外調查系統(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)據采集，實現(xiàn)矢量基礎編輯及高級編輯功能，靈活的紙質表式填報方式，支持各種屬性信息的填報，提升了數(shù)據的可視化角度。農業(yè)統(tǒng)計調查中農作物產量調查中的一項重要的任務就是對地塊信息進行統(tǒng)計，調查抽樣統(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查。確保在后續(xù)的農作為產量調查中能夠準確的找到指定的地塊。根據地塊調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)應用于實際的調查中，以河北省廊坊市為例，對該市的農作物進行對地調查。數(shù)據采用 0.5 米級的無人機拍攝的高分變率影像數(shù)據。并且根據調查制度制作調查中用到的報表數(shù)據。然后分調查期進行實地調查。
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結論

針對農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調查野外數(shù)據采集的需求，調用已建立的功能模塊設計軟件。在農業(yè)統(tǒng)計農作物對地調查中空間矢量數(shù)據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)據丟失情況，本系統(tǒng)采用自動保存已經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，線數(shù)據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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