摘要
面对传统外业调查面临的看图难、采集难、整理难、汇交难等问题，本文综合分析了现有外业调查的流程方式与现有外业调查系统的利弊，提出了一种将调查流程进行聚类抽象封装的思路，研究了一套适用于多领域、多场景、低代码、内外业一体化调查通用平台，并且将研究的基础平台在农业地质调查领域用于实现及应用，提高了开发效率30%，提高了调查业务效率50%。
Abstract
Faced with the difficulties of traditional field surveys such as difficulties in map reading， data collection， data organization， and data submission， this paper comprehensively analyzes the process of existing field surveys and the pros and cons of existing field survey systems. It proposes a method of clustering， abstracting， and encapsulating the survey process， and researches a universal platform for integrated field and indoor surveys that is suitable for multiple fields and scenarios， low code， and applies the research-based platform to achieve and implement agricultural geological surveys，resulting in a 30% increase in development efficiency and a 50% improvement in survey operational efficiency.
0 引言
外业调查包括自然资源领域的第三次全国国土调查及第三次全国土壤普查、林业领域的全国林业调查、水利领域的水资源普查、环保领域的入河排污口调查和农业领域的农业地质调查等。当前采用的主流方式为在线移动 APP调查的工作模式，如采用奥维互动地图在野外地质调查中的应用（王志红等，2020），针对调查系统在新时代城市地质调查提出新的需求（王纪昆，2023），近年来随着外业调查业务场景的剧增，导致常规的在线 APP调查方式受制于数据标准不一、系统重复建设和通用性差等因素制约（朱晓武等，2021），未能得到广泛应用，因此一种较通用且低代码的GIS外业调查系统显得特别重要（蒋晓敏等，2020）。针对上述问题，基于将调查流程进行聚类抽象封装思路，笔者开发了内外业一体化调查通用平台，并以此为基础采用低代码的表单与流程配置等方式，开发了农业种植调查模块、地灾调查等模块。本文依托内外业一体化 GIS 调查通用平台设计与开发，选取农业地质调查模块为代表，以期为今后开展类似调查工作提供新思路和开拓新路径。
1 关键技术实现
1.1 移动3S技术
移动3S技术是指通过无线互联网将GIS （地理信息系统）、GPS （全球定位系统）、RS（遥感技术）三者相结合的技术（杨旭东等，2016），其中无线互联网与移动智能终端结合在人们生活和社会方面应用广泛。随着智能移动终端的快速发展和普及，移动 GIS 通过利用 GPS 定位、遥感底图、移动通信、大容量存储、导航和高分辨率影像获取等功能，为智能外业调查提供了技术支持和设备基础，已经广泛应用于自然资源调查领域。
1.2 空间数据的管理与应用
空间数据的管理与应用是地理信息系统（GIS） 等领域中的重要环节。通过有效的管理，可以实现对空间数据的分发共享，确保不同部门或个体能够获取到所需的空间信息；同时，实现对空间数据的在线/离线编辑，使数据得以更新和维护；此外，还能实现对空间数据的在线空间分析，促进数据的深入挖掘和应用。通过管理系统，可以实现不同空间要素的可视化展示，建立专题地图以及进行数据查询和分析，从而帮助用户更好地理解和利用空间信息。此外，通过空间数据的管理还能够促进不同部门之间的协同工作，实现多部门数据资源的共享和协同分析，提高管理效率和决策水平。因此，有效的空间数据管理和应用能够为各行业提供更优质的空间信息服务，推动数字化转型和智慧城市建设。
1.3 数据脱敏技术加密和脱敏技术
平台中除了加强网络安全防范、管理安全防范以及异地容灾防范以外，对敏感的空间矢量数据、调查表单数据和照片信息进行加密与脱敏是保护用户隐私和确保数据安全的重要措施。对于空间矢量数据，可以采用加密算法（如对称加密或非对称加密）来保护数据的传输和存储安全；同时，对敏感位置信息进行地理位置偏移或通用化处理，以隐藏用户的真实位置。在调查表单数据方面，采用端到端加密技术确保数据的传输和存储的机密性，同时对个人敏感信息进行脱敏处理，例如用通用的标识符替代具体的姓名或身份证号。至于照片信息，可以对照片文件进行加密处理，同时对含有敏感内容（如人脸、车牌号）部分进行模糊处理或遮挡，以保护敏感信息。通过综合运用加密和脱敏技术，能够保障数据的安全性和隐私保护，同时满足调查类平台数据共享和使用的需求。
1.4 低代码技术
低代码技术是通用调查模块快速装配的核心技术（朱频，2024），主要包括可视化数据建模技术、代码生成技术、可视化配置技术、代码组件化技术等（康世杰和黄鹤，2023），通过低代码技术可以代替：①通过开发通用的增删改查配置工具集，快速实现无业务逻辑的增删改查功能；②使用工作流产品实现流程定义，可以减少大量的个性化业务流程带来的编程工作量；③页面模板，常用页面模板包括单列表增删改查、主明细表增删改查、树形结构、单TAB页编辑页、多TAB页编辑页、以及常用的GIS 页面组件等等；④通用类库的沉淀会极大方便日常的开发工作，比如字符串处理、日期处理、文件处理、加密算法、XML 解析、JSON 解析、图片处理、数据库增删改查等工具类。
2 系统架构设计
2.1 系统总体架构
系统采用 B/S 模式的分层架构设计，按照业务抽象及低代码可装配的思路（孙善武等，2016），进行开发设计，主要划分为基础设施层、数据库层、应用框架层、核心服务层、基础功能层、开发工具层、开放接口层、前端展示层、终端应用层，系统总体架构见（图1）。
图1总体架构图
平台整合了 SSH、SSM、Spring Cloud、Spring Security等主流技术框架及组件、整合了关键词检索框架 Apache Lucene、日志工具 log4j、在线编辑器 CKEditor、阿里巴巴JSON工具包、二维码生成器、批量上传组件 pupload，EXCEL、GIS 等常用的第三方工具与开源框架，MVC 控制层的 GET、POST等请求具有网络防攻击过滤器，同时具备防注入功能，系统微服务架构支持高并发、性能稳定、安全可靠，具备通用 GIS 外业调查系统必备的基础功能，包括登录注册、系统设置、基础数据管理、数据字典设置、组织结构、人员角色、权限、菜单、短信、邮箱、日志管理、报表定义等基础功能模块，集成丰富的 SDK 类库。同时开发了数据建模工具、代码生成器、流程设计器及规则引擎、表单设计器、门户网站设计器、认证框架与单点登录、前端UI框架、及移动端与 web端GIS框架、整合主流第三方API。
2.2 系统功能抽象架构
聚类抽象思维是一种重要的设计范式，在软件开发语言中得到了广泛应用。通过将具有相似特征的数据结构或对象抽象为虚拟基类，实现对象的聚合分类，从而形成具有高度抽象意义的对象虚拟基类。聚类抽象思维可以应用于整合各种类型的调查任务和数据，将类似的调查任务及其相关数据进行聚合，形成功能相似的模块或组件。通过这种方法，提高平台对数据的组织和管理粒度，减少重复开发，提高系统的灵活性和可扩展性。该平台对调查领域的业务进行抽象为8类（图2），并且通过流程引擎将 8 类通用功能类进行自定义串联，通过动态表单配置、流程配置、组件组装等方式实现了调查应用的低代码开发。
图2功能抽象架构图
3 农业地质调查功能设计与实现
当前农业地质调查的数据填报，以大图斑为基本单元，难以做到精细化、准确化分割统计，导致在上级部门抽查或实际工作中，出现种植作物面积与措施不能一一对应的情况，例如地块作物采用的 “水分调控”、“优化施肥”及“微生物修复”等措施与相应的措施种类及面积与实际不符，同时存在调查的品类不统一、内业数据整理工作量大、工作调度及数据统计不及时、多期数据的时序动态统计分析不精准等问题。基于此种情况，通过该系统的低代码平台，配置与开发了系统管理、任务下发、表单填报、数据分析展示、数据编辑、报告导出等功能与业务流程。
3.1 系统管理
包括用户管理、角色管理、权限管理、部门管理、区划管理、任务管理等功能模块。同时提供了对底板调查数据的管理，对底板调查数据的分割进而形成任务，将任务分解到部门以及用户，从而实现对任务的创建、隔离、分发（图3）。
3.2 GIS组件功能
移动端主要采用了 ArcGISRunTime、ArcGIS API for Javascript 和 ArcGIS API for Android 库等组件，WEB 端主要采用 MARS3D、后端主要采用 ArcGISServer、GDAL、POSTGIS 等组件，实现了对空间数据的管理、地图的发布、空间数据的展示、空间数据的编辑、空间数据的质检、空间数据的统计与分析（图4）。
3.3 外业调查
提供了外业任务底图的展示、图斑的实时分割统计、GPS 数据的获取、属性表单的填报、外业实时采集信息展示以及图形分割拓扑关系及完整性检查等功能（图5）。
3.4 内业编辑审核
提供了内业数据逻辑检校、空间数据拓扑检查、必填字段值补全、图形几何修复等内业检核与编辑功能，同时提供了审核批准流程，通过流程审核保证数据质量（图6）。
图3系统管理及任务分配图
图4WEB端与移动端GIS引擎图
3.5 统计分析
提供对调查任务、调查进度、调查数据的分类综合统计分析展示（图7）。
3.6 成果汇交
按照调查项目的标准与规范，通过数据建模的方式，实现对递交数据库结构的自动化及标准化创建，通过野外调查及内业整理检查后，导出标准数据库以及相关的统计表和附件，同时通过对报告模板的配置与关联，生成相应的调查成果报告（图8）。
3.7 数据共享
通过对数据脱敏并加密后，按照数据交互的格式，通过标准的RESTAPI标准接口进行数据的共享交互（图9）。
3.8 业务流程
提供灵活高效的流程设计、建模、管理、运行监控的全生命周期管理服务。它基于动态模型元数据，结合调查类业务实践，通过业务模型提供各行业及各种业务类型的端到端业务流程模型。典型工作流程如（图10）。
图5外业调查图
图6内业编辑图
图7统计分析图
图8成果导出图
图9数据API接口图
图10典型工作流程配置图
4 结论
（1）研发了一套集系统管理、调查任务分配、外业调查、内业编辑审核、统计分析、成果生成和数据共享于一体的内外业一体化 GIS 调查通用平台，该通用平台经少量代码编辑便可以有效地适用于多领域的外业调查场景。
（2）依托内外业一体化 GIS 调查通用平台已成功应用于云南省的农业地质调查、入河排污口调查和地质灾害调查，取得了显著的实践效果。
（3）未来的工作将重点在 3 个方面展开研究和应用：首先，利用大模型技术对各类影像、矢量和实地照片等数据进行自动识别和分析，以辅助调查图斑的提取和举证信息的审核；其次，集成无人机技术和视频监控技术，以丰富调查和监测科技手段； 最后，加强调查数据结果的综合统计分析能力，利用 AI 技术通过对调查数据进行深度和广度上的延伸应用，构筑分析统计模型，挖掘数据中的有效信息，为各类决策提供信息支持。
致谢 感谢云南省有色地质局“百名地质人才培养工程”给予的培养机会，更要感谢云南省有色地质局三〇八队徐恒博士在成文过程中给予的指导。
