5.5.1.2 野外数据采集与巡护信息系统
5.5.1.2.1 需求分析
野外考察是获取数据资源的重要方法之一，它是保护自然保护区物种免受
人为破坏和开展大熊猫等物种的生态生物学研究的基础。

卧龙及周边其它大熊
猫自然保护区每年都需要开展定期和不定期的野外调查，以获取物种分布和人
为干扰等数据。

自然保护区的野外调查分为野外监测和野外巡护，获取的数据
包括动物生境信息、大熊猫粪便咬节、样线调查、竹子样方和植被样方等。

目前，卧龙以及其它大熊猫自然保护区的野外调查数据获取方式是科研人
员提前准备好一定格式的纸质报表，在野外考察过程中手写录入。

待回到办公
室后，再将获取的数据录入计算机系统。

这种方法的缺点：（1）需要录入两次，效率较低，而且容易出错；（2）实时性差；（3）格式不规范；（4）无法集成采集多信息源（文本、图片、音频、视频等）；（5）纸质材料在野外环境下容易破损和丢失，不便保存，也影响到数据的有效长期保存。

另外在卧龙保护区
的保护和科研工作中，都要进行野外巡护，通常来说工作人员都是携带相关的
设备去野外进行调研，然后记录下这次野外巡护过程中经过的地点，在这些地
点拍的照片或者记录的信息，作为这次巡护过程的信息保存下来。

目前这种记
录过程都是靠人工完成，而且无法把巡护的路径和照片等信息进行自动集成整合，实现野外巡护多源信息的自动化集成和保存。

所以需要一套野外观测数据
的自动化采集与巡护信息系统。

5.5.1.2.2 标准规范
《全球定位系统（GPS）测量规范（GBT18314-2001）》
《全球定位系统城市测量技术规程（CJJ 73-97）》
《国家三角测量规范（GB/T 17942-2000）》
《数字地形图系列和基本要求（GB/T 18315-2001）》
《数字测绘产品质量要求第1 部分（GB/T 1794.1-2000）》
《软件工程术语（GB/T 11457）》
《计算机软件开发规范（GB 8566）》
《计算机软件产品开发文件编制指南（GB 8567）》
《计算机软件质量保证计划规范（GB/T 12504）》
《计算机软件配置管理计划规范（GB/T 12505）》
《软件配置管理计划（CADCSC）》
5.5.1.2.3 建设方案
野外数据采集与巡护信息系统主要是根据自然保护区科研人员野外监测和巡护的需求，能够动态定制数据采集信息，在野外考察过程中通过携带的移动
设备实现数据的数字化采集，并能够将采集到的科学数据通过网络或者存储卡自动导入后台数据库系统中。

同时实现巡护路径和巡护信息获取与保存、无缝集成和可视化展现，实现保护区巡护信息的有效管理，为巡护工作提供参考，更好的促进保护工作。

该系统应主要实现如下功能：
（1）野外数据采集：
1）基础数据维护：维护野外采集点的信息。

2）采集任务管理：生成采集任务，并将其发送到采集终端上。

3）采集数据管理及分析：接受采集到的信息，并根据业务需要进行分析和管理。

4）身份认证：完成野外作业人员的身份认证管理。

保证调查结果真实有效。

5）任务获取：完成野外人员采集任务的获取。

可获取阶段性任务和实时任务。

6）采集数据填报：完成外业人员监测数据的填报和获取数据填报相关的辅
助数据。

包括自动生成：时间、地点（坐标、海拔）等信息。

7）数据传输：通过无线WIFI、运营商网络完成外业数据到数据中心的及时
传输和或异步导入。

8）消息管理：具有多种手段的消息传递的方式，保证业务正常及时的进行。

（2）与中心系统配合完成巡护信息录入：
1）制定巡护计划及巡护内容。

2）巡护计划可以定期制定，或临时决定，巡护内容可以预先设置。

3）输入实际巡护时间及路线，并将采集信息反馈到中心。

4）录入巡护内容数据。

5）实现对巡护计划及内容的查询，并根据预先的计划作提示功能。

6）提供对巡护内容的统计功能。

数据采集主要通过定制的采集终端实现，采集完成后，通过WIFI、运营商
3G 网络等将采集信息上传局端采集系统。

具体网络结构如下：
具体功能模块设计如下：
1）定制模块：数据定制模块以Web 方式提供用户定制界面，用户选择所需
要的采集信息，并生成定制信息的描述文件。

2）数据采集模块：数据采集模块主要是根据用户生成的定制信息描述文件，
动态生成能在移动设备上运行的采集程序，为用户提供友好的采集界面，同时能自动获取地理位置信息和时间信息，以准确定位用户采集信息的位置和时间，减少用户的操作时间：防止人为输入导致的错误。

3）数据同步模块：数据同步模块主要是实现两大功能：第一是把相关字典
信息同步到移动设备上，这样用户在野外采集信息时候可以选择而不是输入字典信息（如物种信息）；第二是把用户采集的数据通过网络或者存储卡实现和后台数据库的同步，以实现采集数据有效保存。

4）巡护路径和巡护信息的获取和保存模块：首先获取巡护设备中的路径信
息和其它设备（如照相机等）采集的其它巡护信息（如照片等）。

再根据数据库结构和关联性写入到后台数据库中，实现持久化的保存。

5）巡护信息的集成和可视化展示模块：把路径信息和巡护信息无缝集成，
并通过WebGIS 平台实现巡护路径及其相关信息的可视化展示。

6）巡护相关历史信息的查询：科研人员通过该模块可以查询原来的巡护路线，以更好地制订现在或者未来的巡护路线。

野外数据采集与巡护信息系统包括野外数据采集子系统和野外巡护信息子系统，野外数据采集子系统的具体业务实现流程如下：
首先，用户（数据库管理员）基于已建好的后台关系数据库，根据具体的
采集需求进行定制操作（包括为每个采集页面的所有录入字段设定标题、编辑
风格、数据源等信息，以及设定移动设备上的采集菜单项、每个子菜单项对应
的采集页面集合），定制子系统将用户的定制信息保存成固定格式的XML 文件；
另外用户可以设定数据库中的某些关系表作为字典数据表，定制子系统从这些
字典表中抽取出字典数据，保存成嵌入式关系型数据文件格式。

然后，用户利
用数据同步子系统的数据导入功能将XML 文件和字典文件复制到移动设备上；最后，运行移动设备上的数据采集程序，即可获得用户需要的数据采集系统。

用户录入的信息保存在移动设备上的嵌入式数据库文件中，最后通过数据同步
子系统的数据导出功能将这些数据从移动设备导出到后台数据库。

野外巡护信息子系统的具体流程如下：
首先，运用GPS 记录仪，自动记录工作人员巡护的GPS 轨迹，工作人员
再通过照相机等其它设备采集其它信息。

其次，巡护数据获取模块从GPS 定位设备获取位置信息、从照相机等设备获取巡护信息，并存入到后台巡护数据库中。

然后，巡护信息集成把路径信息和巡护信息无缝集成，转换成能在WebGIS 平台展现的文件（如KMZ 文件等），并利用WebGIS 平台可视化展示。

最后，工
作人员可以通过检索巡护数据库的巡护历史数据，去罗列以前的巡护航迹，为现在或者未来的巡护作参考，从而实现更好的保护工作。

5.5.1.2.4 设备配置和性能要求
本系统根据整体情况需求，配置55 台工业级数据采集终端（主机设备由主
机系统统一考虑配置），工业级采集终端设备主要技术指标要求如下：
1. 触摸屏，屏幕大小不低于3.5 英寸，彩色显示不低于320*240 像素；
2.锂电池，待机时间要求8 小时以上（可包含外接电池）；
3.有扩展插槽；
4.主机通讯：与主机通讯至少有其中一项：USB、RS232；
5.处理器：主频不能小于533MHz ；
6.操作系统：Windows Mobile 6.1 或以上操作系统；
7.内存：RAM 不少于128M；ROM 不少于128M，并且有可扩展内存插槽，扩充内存不低于4G 内存；
8.工作温度：-10°C-40°C；
9.密封规格：IP65 以上；
10：集成GPS，可采集航点、航线、航迹，自定义属性数据。

导航精度不
低于5 米；
11：集成彩色摄像头，像素不低于300 万。

12.工业级PDA。