摘要：为改变地下管网外业普查的传统流程，降低管网外业探测的复杂度，实现管网信息的数字化采集，本文提出并设计了一种基于Windows Mobile(WM)嵌入式平台管网信息采集系统。针对WM嵌入式平台的特点和地下管网普查的专业要求，结合系统的应用需求对管网信息采集系统进行了分析和设计;并运用VC++等开发工具开发出了一套地下管网信息采集系统。项目生产验证表明：该系统运行稳定良好，能有效提高普查的工作效率，使管网普查工作更加方便快捷。
关键词：管网普查,嵌入式平台,Windows Mobile(WM) ,地下管网,数据采集
0引言
作为城市基础设施的重要组成部分，城市地下管网已经与环境保护和人民的生活密切相关，其资料是城市规划建设和发展的基础信息，对保证人民的正常生产生活和社会发展具有重大意义[1]。地下管网大部分埋在城市地下空间，纵横交错、错综复杂，具有隐蔽性、复杂性、系统性和动态性的特点。然而长期以来，地下管网的管理维护大多采用人工测绘和图纸管理，效率低下，因此国内外很多生产和科研部门对管网信息的采集管理进行了研究。
随着信息技术的高速发展，基于嵌入式平台的数字化产品空前繁荣，其产品体积小，集成功能强，待机时间长，并支持常用的API函数，便于二次开发，许多测绘工作者将其视为理想的外业信息采集工具。
为提高建立数字化地下管网普查的工作效率，减少数据出错机率，实现外业普查信息快速、高效、直观地自动化采集处理，本文将基于WM平台的产品引入地下管网外业探测作业中;以该嵌入式平台为基础开发出了一套地下管网信息采集系统，实现了管网普查数据的数字化采集和内业数据的自动化处理。
1管网信息采集
1.1传统作业方法
管网探测根据管网埋设条件及深度有如下几种方法：1双端连接法;2电磁感应法;3充电法;即单端连接法;4特征比值法(三角法);5夹钳(环)感应法。在复杂地段，应采用多种方法反复验证，以精确定位目标管网信息。对准确定位的管网点需实地标记并编号，同时记录还要记录管性、点号、管径、埋深、材质、埋设日期等信息;接着将各管网点标注在草图上，内业根据纸质记录信息输入数据库并将各管网点连接成管网图。
传统方法以模拟记录方式为主，费时易错;通过手工输入进行内业建库，中间环节多而繁杂，自动化水平低，无法实现内外业一体化作业。因此开发一套数字化的信息采集系统，不仅能够克服这些缺陷，同时能够降低管网外业探测的复杂度，提高生产效率。
1.2基于WM的采集系统
管网信息普查的目的是为查明地下管网的空间位置、规格、性质、材质、走向、埋深、埋设时间和权属单位等信息。其具体的工作包含以下内容：1空间数据信息的采集，如各管网点的位置信息等;2管网属性信息的采集，如材质、规格等。信息采集时要充分利用测区内已有的测绘资料及相关管网资料等[2]。
本信息采集系统基于微软公司的WM嵌入式平台。通过探测仪探测管网部分属性信息，空间位置信息可在外业采集系统上利用已有资料进行交互式的实时获取。管网属性信息按管网种类分别存储，使用统一的文件接口自动化的导入内业处理系统中(如CAD等)。该采集系统能够避免人工记录的错误，有效保证数据处理内外业处理一体化。
2系统分析设计
2.1管网数据分析设计
管网空间结构一般由管网点、管网段及其附属设施构成。根据管网的属性特征可将管网数据分为点库与线库两类;即管网由管网段构成，每一管网段由直接相连的两个管网点组成。该“两点一线”数据结构能够使管网连接方式相对简单，连接关系仅有起点和终点，便于数据的后续内业处理。为更好地进行探测追踪，避免具有上下连接关系，管径、用途、所属单位等属性一致的“管线段”的重复性记录，本系统在通用的“两点一线”数据结构基础上加入“管线段”结构，使得管线相对关系和逻辑关系更加清晰。
针对管线属性数据信息的空间构成特点，根据结构简单、低冗余度、易于管理的原则设计了表1所示的数据结构。
2.2系统显示分析设计
嵌入式产品CPU运算速度低，内存小，分辨率小。若以传统矢量存储显示方式，将矢量存储的空间数据(已有的各种地形图等)读入计算机，根据用户选择将数据以图像形式显示于屏幕上，该方式显示速度慢而密，无法辨认。任意时刻信息采集平台显示的图形数据只是全部数据的一部分，适当减少屏幕显示区域的数据，可在不影响数据显示的同时大大提高显示速度[3]。按照这种方法，将应用于Mobile平台的空间数据采取分块分级存储结构的方式进行组织管理。
3系统实现及应用
3.1系统开发运行环境
受系统运行环境的限制，运行在模拟器或设备上的开发环境必须以一定的PC机开发环境为基础;同时PC机须保证USB串口能够连接Mobile平台，以便系统下载到平台上运行。PC机的性能直接影响了数据下载的能力、对平台的管理能力。开发环境既要考虑开发环境和技术支持也要考虑经济效益[4]。本系统开发环境配置如下：笔记本电脑，同步电缆线及外设，操作系统(Windows7)，开发工具(VS2005、Windows Mobile 6 SDK)，同步软件。系统运行环境配置如下：硬件环境(Trimble PDA、ROM128M、CPU 533MHz、分辨率为240×320);操作系统(Windows Mobile6.1)。
3.1系统关键功能实现
该系统关键在于将已有的多种数据信息转换成WM采集系统能够直接利用的数据。将已有的信息(如地形图、设计图等)转换成图片文件，并将坐标信息存储于文件名中。外业探测时将空间信息和属性信息保存在数据库中，从而实现外业数据的数字化采集。
利用函数SHLoadImageFile()载入图像，并根据图像文件名自动加入坐标系统信息。假定图像上左上角坐标为(X0，Y0)，图面上任意一点的坐标(X，Y)为：
。图像的显示及缩放操作通过StretchBlt()函数完成，在作业过程中自动化的根据当前鼠标点击位置截取部分图像进行缩放、平移显示。值得注意的是：为加快显示速度和提高系统利用效率，本系统中图像显示采用分块管理的方式，即实时显示需要的图像块。
系统运行界面如图1所示，可使用按钮(1:1)预览整图大小。如图2所示，鼠标框选屏幕感兴趣的图像区域，系统将框选区域中心自动缩放至屏幕中心;更新StretchBlt()函数中图像显示的区域大小坐标实现图像的平移操作。
系统将数据按管网类别分别存储(图3)，同时可进行点号重复性等错误检查。如图4所示：将保存的数据库文件(.ecb)通过特定的数据接口直接读入CAD系统中，显示的各种管网信息点，实现数据的自动化采集。
4结束语
本文针对地下管网普查的作业需要，通过系统分析设计，开发了一套基于Windows Mobile的管网信息采集系统，并将其用于实际生产项目，取得了令人满意的效果，开拓了地下管网外业数字化普查的新视角。该采集系统能实时记录外业探测数据，能够剔除部分作业粗差，为管线探测一体化进程奠定了基础，已成为我单位地下管网普查的有力工具。
参考文献
[1]田应中,张正禄,杨旭.地下管网网探测与信息管理[M].北京:测绘出版社,1997
[2]李黎,李剑.基于管理的地下管网数据探讨[J].地理空间信息,2004,2(4):40242
[3]李鲁群,李成名,林宗坚.一种适合掌上电脑GIS矢量的栅格存储数据结构的研究[J].计算机应用研究,2002(7):1182120
[4]傅曦,齐宇.嵌入式系统Windows CE开发技巧与实例[M].北京:化学工业出版社,2004:6216
