《Journal of Forestry Research》(2011年第22卷第2期)上，由西安科技大学的李崇贵（Li Chong-gui）和蒋友毅（Jiang You-yi）合作发表了题为《Development of mobile GIS system for forest resources second-class inventory》的研究论文。本研究致力于开发一套专用的移动地理信息系统，以革新我国森林资源二类调查的传统作业模式。森林资源二类调查，亦称森林资源规划设计调查，是在省级林业主管部门领导下、每十年开展一次的全国性森林资源清查工作，在全国范围内拥有海量的样地。长期以来，这项调查依赖于纸质地形图、森林图、遥感影像或航片作为手图，调查员需携带罗盘、大量调查卡片和测绳进行野外作业。这种传统模式不仅对调查人员的专业技能和地图判读能力要求极高，而且存在小班定位精度低、图面与现地不符、边界不清导致的判点错误、面积错误、界线起点错误等一系列问题，某些误差甚至超出限差30%以上。此外，传统方法在野外工作结束后还需进行包括小班界线数字化、调查卡片数据录入和室内计算在内的大量数据处理工作，通常野外调查和室内处理各需半年时间，整体上呈现出劳动强度大、效率低、精度难以保证且数据处理繁琐易错的困境。

本研究正是在此背景下展开，旨在综合利用嵌入式技术、全球定位系统、遥感与地理信息系统技术，开发一套集成的移动GIS系统，以实现森林资源调查的数字化、无纸化和内外业一体化，最终达到提高调查精度与效率、降低劳动强度和成本的目标。研究团队的核心工作是设计并实现一个运行于掌上电脑等移动设备的嵌入式GIS软件平台，并配套开发了桌面数据处理软件，共同构成了一个完整的移动GIS系统解决方案。

研究的详细工作流程与系统开发可以概括为以下几个核心步骤： 首先，是系统的总体设计与功能规划。研究团队充分考虑了我国森林资源二类调查的特点，即以纸质地形图、遥感影像、林相图为基础图件，调查员在现地进行地物判读、确定小班位置、划分边界并填写调查因子。因此，整个系统被设计为三个组成部分：便携硬件（包括PDA和蓝牙GPS）、嵌入式GIS软件和桌面数据处理软件。便携硬件负责运行软件、接收GPS信号和存储数据；桌面软件负责前期图形与属性数据的准备、调查因子数据库（数据字典）的自定义定制，以及后期调查成果的自动制图和入库；嵌入式GIS软件则是野外作业的核心，需具备加载图形属性数据、基于矢量或栅格图进行GPS动态导航定位、以及进行小班区划与编辑等功能。这一架构确保了从数据准备、野外采集到室内处理的完整工作流。

其次，是核心技术的攻关与具体实现，这构成了本研究最核心、最详细的部分。 1. 图形与图像处理模块的开发：这是解决海量空间数据在移动设备有限硬件资源（如128M内存、600M CPU频率、无硬盘）上流畅显示与操作的关键。研究团队通过桌面数据处理软件对遥感影像、扫描地形图、以及ArcGIS的SHP格式、MapInfo的MIF格式等矢量数据进行预处理，包括图像压缩、索引构建、坐标系统建立和图像金字塔创建等，生成特定的数据格式后存入移动设备的SD或CF卡中。嵌入式GIS软件则能自动检测并列表显示存储卡中的图形文件，允许用户按需加载一个或多个项目。关键技术突破包括：实现了大区域分幅遥感影像或扫描图的同步加载与自动边缘匹配；有效克服了传统调查中图幅面积有限带来的局限；支持同一区域遥感影像、地形图、矢量图、林相图的多图层同时加载与实时切换显示；并支持基于大地坐标或图廓坐标的栅格图像配准。图4展示了在移动设备上显示TM遥感影像和IKONOS高分辨率遥感影像的实例。 2. 小班区划模块的开发：这是实现野外数字化勾绘的核心。研究团队在嵌入式GIS软件中封装了强大的小班区划功能类。具体功能包括：设置移动设备操作笔的流式输入（像在纸上用铅笔连续画线）和点击输入两种模式；在绘制相邻小班时，软件能自动追踪和捕捉公共边；支持手绘勾划与GPS测量同步进行；高效处理小班的分割与合并，包括图形数据处理和属性数据复制；能对岛屿、线状小班相交、线状与面状小班相交等情况进行面积平差处理；支持线状小班（如山脊线、山谷线、河流、道路）与面状小班混合绘制（先定线，后依线定面）；提供丰富的小班编辑功能，如增删边界点、撤销误操作、移动点或整个小班；内置小班调查因子填写功能，支持默认值设置、实时逻辑检查、树种组成计算、蓄积量计算和面积平差；并能在移动设备上实现从图查属性、从属性查图的快速检索。研究通过图5的一系列子图，直观展示了流式输入、自动追踪公共边、小班分割与合并、混合绘制及属性查询等功能。 3. 调查属性数据库数据字典定制功能：为了解决不同地区（县、市）调查因子可能存在差异的实际问题，使系统具备良好的适应性和可配置性，研究团队设计了数据字典功能。调查员无需修改软件源代码，即可通过桌面软件根据具体需求，自行调整和定制调查因子数据库，包括设置调查因子、默认值、建立逻辑关系、设置计算公式等。这一设计极大地增强了系统的普适性和实用性。 4. 室内自动制图与数据共享：野外调查完成后，利用桌面数据处理软件可实现调查成果的自动制图与属性数据自动入库。考虑到ArcGIS和MapInfo等GIS软件在国内资源调查领域的普及性，该系统能将野外采集的森林资源二类调查数据自动转换为.shp和.mif格式的图形数据，以及.mdb、.dbf和*.xls格式的属性数据，从而实现了与主流GIS平台的数据共享。

本研究取得的主要成果是成功开发并应用了一套完整的、拥有自主知识产权的移动GIS系统。该系统自2004年起，已在黑龙江省第一、第二森林资源调查规划院、国家林业局大兴安岭林业调查规划院、内蒙古第二森林资源调查规划院、甘肃省林业调查规划院、福建省林业调查规划院、江苏省林业调查规划院、新疆林业调查规划院等全国多家林业单位得到实际应用。经过五年的应用与完善，该系统已能完全满足数字化森林资源二类调查的需求。

该系统的应用带来了显著的效果：它彻底改变了基于纸质地形图、遥感影像和调查卡片的传统调查模式。通过基于地图的动态导航定位和嵌入式调查因子数据库，实现了野外小班的数字化区划、室内自动制图和入库。这直接提高了调查的精度和效率，实现了森林资源二类调查的无纸化、内外业一体化以及数据共享。具体而言，它解决了传统方式中因图面与现地不符、边界不清导致的诸多误差问题；将大量繁琐的室内数字化、录入工作前移至野外一次性完成，极大地缩短了工作周期；通过实时逻辑检查和计算，减少了人为差错。

本研究的结论充分肯定了该移动GIS系统的价值。首先，其嵌入式GIS软件平台从底层完全自主构建，拥有独立知识产权，在巨量栅格数据加载与快速显示、流式小班区划、相邻小班公共边自动追踪、小班分割与合并、线面小班混合处理以及岛屿处理等多个方面，达到了国内领先、国际先进的技术水平。其次，数据字典功能有效解决了区域资源调查差异性的影响，赋予了系统强大的灵活性和适应性。再者，利用自动计算和逻辑检查功能，可在调查过程中实时发现错误，从而提高了野外调查效率，减少了室内计算工作量。总体而言，这项研究成果对于推动我国森林资源数字化调查和林业信息化进程具有重要意义。

本研究的亮点突出体现在以下几个方面：第一，高度的集成性与创新性：成功将嵌入式开发、PDA、GPS、RS、GIS和现代通信技术高度集成，创造性地开发出专门用于森林资源二类调查的移动GIS系统，是一项典型的技术集成创新。第二，核心技术突破：针对移动设备硬件资源受限的挑战，在巨量栅格数据快速处理与显示、流畅的流式小班勾绘算法、复杂的空间关系自动处理（如公共边追踪、分割合并、面积平差）等方面实现了关键技术突破，并形成了自主知识产权。第三，强大的实用性与可配置性：系统设计紧密贴合中国森林资源二类调查的实际业务需求，功能全面；通过数据字典设计，使系统能够灵活适应不同地区的调查细则，提升了推广应用的可行性。第四，显著的实践成效：系统并非停留在实验室阶段，而是经过了长达五年、在全国多家省级调查规划院的实践检验与持续完善，证明了其稳定性和实用性，并已产生了良好的社会与经济效益。第五，推动了行业模式变革：该研究及其成果是推动中国森林资源调查从传统手工模式向现代化、数字化、智能化模式转型的一个具体而微的成功案例，具有行业示范价值。