面向ArcGIS for Android的表单界面生成器的设计与实现

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　　摘 要：基于ArcGIS for Android的采集系统作为当下主要的野外采样方式之一，被广泛的应用于各类场景，针对不同采集内容，采集系统的主要差异在于采样的属性数据所有不同，使用传统基于xml布局的固定表单进行属性采样，在功能的可扩展性与复用性上存在一定难度。基于此，本文利用java的反射技术、注解机制及android的自定义控件原理设计并实现了android表单界面生成器AutoForm，针对不同的采集对象，利用生成器，能动态生成满足需求的属性采集界面，极大地降低了研发成本，具有良好的可扩展性。
　　关键词：ArcGIS for Android;java反射与注解机制;android自定义控件;AutoForm
　　0 引言
　　传统野外数据采集主要基于纸质记录，該方式耗时费力，效率低下，而基于ArcGIS for Android[1]移动开发技术实现的采集系统充分发挥了移动智能终端操作简易、携带方便、具有良好导航定位的特性，已成为野外数据采集的新趋势。使用采集系统进行野外采样通常需采集空间数据、属性数据与多媒体数据，针对各类采集对象，采集的空间数据内容相对固定，总是围绕点、线、面三种类型;但采集的属性数据内容却因采样对象的不同而有所差异，在进行采集系统研发时，针对不同的采集对象，往往需单独定制属性表单界面来满足采集属性数据的需求，这样的表单结构固定，可扩展性差，若要修改采集属性时，往往需重新设计，修改成本较大。
　　针对以上情况，本文基于java的反射技术[2]、注解机制[3]以及android的自定义控件原理[4]设计并实现了高度可复用、扩展性良好的android表单界面生成器——AutoForm，AutoForm在程序运行过程中动态生成属性采集界面，它依赖于简单的java对象（POJO）[5]，只需对POJO的内部属性及注解进行相应变动，就能快速修改为满足采集需求的属性表单界面，再基于对象关系模型映射（ORM）[6]，便能将填写的属性数据直接持久化到数据库中。
　　1 整体设计
　　表单界面生成器AutoForm的核心基础是java反射技术与注解机制，利用标注在POJO属性上的注解控制表单所需组件，通过反射获取到java对象及注解信息，根据注解信息实时调用android原生控件或用户自定义控件动态生成属性表单，实现POJO与表单的一一映射关系，如图1所示。POJO作为AutoForm的中间媒介，可以通过ORM获取数据库SQLite[7]中的数据并直接呈现在表单上，也能快速将表单上填写的数据信息快速持久化到数据库中，实现了表单数据与数据库记录之间的快速转换。
　　2 关键技术
　　2.1 java反射技术
　　java反射作为java的高级特性，能在运行状态中获取任意一个类的所有属性与方法，对于任意一个对象，能够调用该对象的所有方法和属性。通过反射技术，可以在高度解耦的情况下开发各类通用框架，实现程序开发的灵活性与可扩展性[8]。
　　2.2 java注解机制
　　java注解又称java标注，在java语言中可以对类、方法、变量、参数与包进行标注。Java注解允许被嵌入到字节码中，通过java反射，可以在运行时获取注解信息，方便根据注解信息进行相关操作。采用注解能提供更大的便捷性，易于程序的维护与修改。
　　2.3 android自定义控件原理
　　控件是android开发的基本元素，是实现android功能必不可少的组成。在android中，控件大致分为ViewGroup控件和View控件两类，自定义控件便是通过继承View控件或ViewGroup控件为实现特殊需求而定义的控件。通过自定义控件可以提高开发效率，降低维护成本，减少布局页面与功能代码之间的耦合性。
　　3 功能实现
　　表单界面生成器AutoForm通过反射技术与注解机制实现POJO与表单的一一映射，POJO中的每条属性对应表单界面中的每一栏控件，通过属性上@AutoView注解中的value值指明控件类型，display值作为控件标识，index值表示控件顺序，bind值装载单选多选条目。除了文字内容，AutoForm还将多媒体的拍摄与展示融为一体，在面向ArcGIS for Android的采集系统中完成空间数据采集后，可以快速获取属性数据与多媒体数据，如图2所示。
　　AutoForm的优势之一在于针对采集对象变化或者采集属性调整时，只需简单变动POJO中的注解内容，便可以快速生成满足需求的属性表单界面，这相较传统的固定表单具有更强大的可扩展性。优势之二是属性表单界面中每栏组件的值与POJO中的各属性一一对应，在表单界面中完成采集后，会直接赋值给POJO的各属性;反之，POJO的各属性值也能直接呈现在表单界面上，将POJO作为中间媒介，再结合ORM，能实现数据库记录与表单内容的快速转换。
　　4 结语
　　基于ArcGIS for Android的移动智能终端采集系统由于操作的简易性、携带的便捷性以及定位的精准性，已成为当下野外采样的主要手段之一，当针对各类采集对象，采集系统的主要差异在于采集的属性数据与多媒体内容不同，而本文所提出的表单界面生成器AutoForm能快速根据差异进行扩展。当采集对象变化或者采集的属性内容有所变动时，只需简单修改AutoForm中POJO的属性与注解内容，便能快速生成满足需求的属性表单界面，相较于传统基于xml生成的布局表单，AutoForm具有良好的扩展性和高度可复用性。这在面向ArcGIS for Android采集系统研发中，能极大地降低研发成本，变更需求时也能快速做出响应，具有一定推广使用价值。
　　参考文献
　　[1] 张海瑞，吴学饶，兰小机.基于ArcGIS for Android野外实习数据采集与导航系统的实现[J].测绘工程，2015（3）：36-39.
　　[2] 孙巍，徐学东，徐学军.Java反射机制在可重构Web框架中的应用[J].计算机工程与应用，2005，41（36）：92-94.
　　[3] 周中雨，李洋，杨程屹，等.基于Java注解的Drools业务规则开发框架设计实现[J].电子测试，2017（6）：63-65.
　　[4] 张香倩，黄林生，陈阳德.基于Android的自定义媒体播放控件设计与实现[J].软件导刊，2016（5）：79-81.
　　[5] 吴昊野.浅谈信息系统工程和POJO模型组件开发[J].科教导刊（电子版），2016（4）：141.
　　[6] 吕威.对象模型、关系模型与对象关系映射技术[J].信息通信，2012（6）：87.
　　[7] 刘仕华.基于Android的SQLite数据库操作管理[J].信息化建设，2015（9）：252.
　　[8] 徐宝文，周超洪，周天琳，等.面向方面的程序设计：概念、实现与未来[J].计算机与数字工程，2005，33（8）：1-10.
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