论文摘要：针对铁路现场踏勘工作对踏勘路线的导航、定位、采集线路相关信息等需求，利用移动GIS，GPS、移动开发技术，基于WindowsMobile开发平台进行设计、研发。以期探讨实现适用于铁路现场踏勘工作的移动GIS解决方案。

关键词：移动GIS；现场踏勘；移动铁路现场踏勘GIS

1引言
　　在铁路设计的前期踏勘工作中，工作人员需要摸清已有路段的状况，主要控制点和重要路段的控制要素，进行地铁线路勘测以及相关信息确认、收集，这需要工作人员快速、准确地到达设计地点，查看沿线的地形地貌、地质、水文、老路等状况，采集线路相关信息。但是，由于踏勘区域存在地形复杂，参照物少，存在人为判断线路位置难度大等特点，同时，基于传统纸质地图的勘测信息采集模式，复杂度高、程序繁琐，造成效率低、质量无法保障。
　　同时铁路踏勘存在同一条线路反复勘测的情况，路线重复使用，一条路线经勘测一两次后，原工作人员已经熟悉，但新工作人员勘测时，需重新开始，耗时、工作效率低。
　　随着移动技术、GPS、GIS、无线通讯、3G通讯等技术的快速发展，移动GIS平台已成为野外信息采集、管理、应用的主要工具。为铁路线路踏勘提供新的解决途径。与传统的终端比，移动GIS平台具有移动性、便携性、服务实时性等特点，利用GPS高精度导航、定位，结合及GIS的采集、管理、分析，地图显示等功能，可实现在任何时间、地点，方便、高效、迅速地获取和处理地理信息。将移动GIS平台用于铁路踏勘，可有效解决勘测目标定位，信息采集、勘测质量保证，线路存储和重复使用等问题，有助于简化工作流程，降低工作强度，提高勘测效率。因此基于移动平台研发适用于移动铁路现场踏勘系统应运而生。

2铁路踏勘需求分析
　　根据铁路设计前期踏勘实践，需要提供踏勘线路的导航、勘测地点判定、定位，勘测信息采集，具体如下所示：
　　已有信息的加载：勘测区域影像图、地图、勘测线路加载，为勘测提供地理参考信息。
　　目标导航：对铁路沿线道路中的任意一点的目标导航。
　　里程位置计算：对铁路前期踏勘工作中对道路曲线上任意一点的导航以及里程位置计算。
　　勘测判图：外业踏勘人员根据地形图及遥感地图能迅速准确的判断自己所处的位置。
　　勘测点位信息获取：对铁路沿线的兴趣点进行有效的记录及位置定位。
　　铁路坐标系统支持：支持铁路部门专用坐标系统。

3移动铁路踏勘系统设计
　　3.1架构设计
　　针对铁路前期踏勘工作对导航、定位、采集勘测信息、线路管理的需求，依据先进性、实用性、标准性、实用性、可扩展性原则，基于已有移动GIS系统研发的进行设计研发。
　　本系统分为数据库、中间件及移动应用三部分：
　　数据库，主要为勘测线路的数据存储、管理、应用提供数据基础。
　　中间件：主要为移动应用和数据层提供数据引擎和功能处理中间件。
　　移动应用：提供铁路踏勘所需的业务功能。主要包括项目管理，可实现项目的添加、删除。导入线路，导入地图等功能。数据测量，GPS配置等功能。
　　3.2移动终端软件功能设计
　　针对铁路踏勘业务需求，移动铁路现场踏勘GIS系统实现实时导航显示、GPS测量、坐标系统转换、勘测信息采集、输出以及GIS数据管理等功能，具体如下所示：
　　（1）对铁路沿线上曲线坐标的实时计算处理、显示。（2）实时接收GPS卫星定位信息，并进行广域卫星实时差分（SBAS），自动储存测量结果，定位位置精度自动估算。（3）通过图形和列表形式显示被测物的评定结果。（4）铁路工程坐标与WGS84坐标系相互转换。（5）对已知目标点的GPS导航轨迹提示。（6）对踏勘测量点进行坐标采集、踏勘文字记录，现场拍照。（7）测量数据与背景地图匹配（1：10000矢量地图或栅格地图）。（8）对铁路踏勘成果进行数据查询、统计、文件输出。（9）基础GIS信息管理主要提供GIS数据管理基本功能，包括文件和网络管理、基本绘图和图形编辑、数据查询统计、数据输出、数据转换、符号管理和系统管理等。
　　其中，对“铁路沿线上曲线坐标的实时计算处理、显示”功能实现，通过，经过对铁路沿线上曲线坐标多种方法的对比分析，从准确性、可靠性的角度，选择铁路工程项目中常用的“线路任意里程点平面坐标正算通用模型”[4]进行计算，以保证计算成果的正确性。

4研发
　　本软件基于微软MobileC++研发平台，利用Trimble移动GIS开发软件（SDK），采用任意里程处的线路坐标计算数据模型，结合铁路踏勘业务需求，进行研发。

5应用流程
　　本系统的应用主要涉及室内、室外两部分。
　　室内：铁路踏勘前，在踏勘组织、设备、作业辅助工具准备后，工作人员需在移动设备上安装踏勘终端软件，导入项目区域内的地图、影像图和已有线路图，为实地踏勘提供导航目标及地理信息参考数据。
　　外业（现场）：在现场踏勘中，利用移动GIS平台上的踏勘软件，根据存储的已有铁路线路指引，勘测点位的导航，参考地图、影像图等，快速定位寻找导航到勘测点位。到达目的地后，采集勘测点位的位置，根据地图、影像、以及铁路专题相关信息，采集铁路勘测专业信息。

6结束语
　　目前本系统已成功应用到铁路设计、踏勘实际工作中，有效地简化踏勘外业作业流程，使铁路踏勘工作人员快速到达勘测现场，及时方便、高质量地采集现场控制点、勘测要素，快速摸清铁路沿线的情况，为铁路设计提供全面、准确的现场信息。
　　同时利用移动设备的高精度GPS，自动记录踏勘路线，实现勘测路线有效存储，为后续工作提供路线导行参考，缩短踏勘人员外业定位时间，降低踏勘外业强度，提高工作效率。
　　另外，利用全面、丰富的线路地图、影像图、线路等信息，有助于工作人员全面了解沿线的地理情况，采取相应的安全措施，确保野外踏勘工作安全。
　　移动铁路现场踏勘GIS系统为铁路踏勘工作量身定做，具有适用性强，高效、方便、自动化程度高，有利于降低外业强度，提高踏勘工作效率，确保踏勘安全。具有明显的经济、社会效益。
　　现场踏勘是线性工程设计中的必要环节，同时不同专业之间踏勘业务具有相似之处，均涉及线路导航、测点定位，信息采集、质量检查等事务，因此本系统可推广应用到其他长距离线性工程的外业踏勘工作中，如输油气管道、高压电线、跨流域引水工程中，进一步发挥价值。

参考文献
　　[1]李德仁，李清泉，谢智颖等.论空间信息与移动通信的集成应用[J].武汉大学学报（信息科学版），2002，27（1）：1-8.
　　[2]赵文斌，张登荣.移动计算环境中的地理信息系统[J].地理与地理信息科学，2003，19（2）：19-23.
　　[3]徐卫明，赵俊生.GPS测量坐标转换实用性问题的分析[J].测绘工程，2000，9（2）：11-15.
　　[4]李德光.铁路线路中线空间坐标与里程换算模型的研究[J].西南交通大学，U212.2：23-28.
　　[5]张烁，徐爱功，孙贵博等.基于移动GIS的GPS定位导航系统的设计与实现[J].计算机系统应用，2010，第19卷第7期.
　　作者简介：王玲（1976-），女，河南新野人，北京望邦天鑫科技发展有限公司，目前从事移动GIS技术研究、支持、推广应用工作。
　　于晓英（1979-），女，河北燕郊人，北京市金汇通投资基金管理有限公司，目前主要从事会计工作。
        注：该论文发表于《科技创新与应用》2013年20期，转载请务必保留作者简介及本文链接，谢谢。