CN103164849A - 地质影像的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地质影像的处理方法及装置。该地质影像的处理方法包括：获取多个地质影像图；通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。通过本发明，能够通过地质影像处理获得大范围的地面图像。

Description

地质影像的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种地质影像的处理方法及装置。

背景技术

地质资料是电网规划、设计、施工、运行、改造的重要依据，地质条件不仅影响工程建设造价，还会影响电网建设、运行的安全。随着地质条件及建设标准的不断变化，电力建设应对地质条件变化的要求不断提高，传统的图板式、按工程分散式管理工程地质资料的模式越来越影响电网建设效率，急需建立电力设施工程地质信息管理系统，而地质影响的处理则是反映地质条件的重要部分。

现有技术中的地质影像处理往往难以获得较大范围的地面图像，给地质资料的获取带来诸多的不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地质影像的处理方法及装置，以解决现有技术中的地质影像处理往往难以获得较大范围的地面图像的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种地质影像的处理方法。该地质影像的处理方法包括：获取多个地质影像图；通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

进一步地，获取多个地质影像图包括：获取多个不同时间的地质影像图。

进一步地，根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起包括：对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理；以及将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

进一步地，对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理包括：分别获取所述多个地质影像图的坐标；以及按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

进一步地，将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起包括：分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边；确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线；以及按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

进一步地，在分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边之后，所述方法还包括：对所述多个地质影像图的镶嵌边进行平滑处理；以及对所述多个地质影像图进行两度和反差调整。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种地质影像的处理装置。该地质影像的处理装置包括：获取单元，用于获取多个地质影像图；确定单元，用于通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及合成单元，用于根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

进一步地，所述合成模块包括：纠正模块，用于对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理；以及合成模块，用于将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

进一步地，所述纠正模块包括：获取子模块，用于分别获取所述多个地质影像图的坐标；以及纠正子模块，用于按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

进一步地，所述合成模块包括：搜索子模块，用于分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边；确定子模块，用于确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线；以及合成子模块，用于按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

通过本发明，采用获取多个地质影像图；通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起，解决了现有技术中的地质影像处理往往难以获得较大范围的地面图像的问题，进而达到了能够通过地质影像处理获得较大范围的地面图像的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的地质影像的处理装置的示意图；

图2是根据本发明优选实施例的地质影像的处理装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的地质影像的处理装置中合成单元的示意图；

图4是根据本发明实施例的地质影像的处理方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的地质影像的处理流程示意图；

图6是根据本发明实施例的地质影像的处理系统的示意框图；以及

图7是根据本发明实施例的权限管理模型示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的地质影像的处理装置的示意图。

如图1所示，该地质影像的处理装置包括获取单元10、确定单元20和合成单元30。

获取单元10用于获取多个地质影像图。

确定单元20用于通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系。

合成单元30用于根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

在上述地质影像的处理装置中，通过获取单元10获取多个地质影像图，确定单元20通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系，以及合成单元30根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起，解决了现有技术中的地质影像处理往往难以获得较大范围的地面图像的问题，进而达到了能够通过地质影像处理获得较大范围的地面图像的效果。

图2是根据本发明优选实施例的地质影像的处理装置的示意图。

如图2所示，该地质影像的处理装置包括获取单元10、确定单元20和合成单元30，其中，合成单元30包括纠正模块301和合成模块302。

获取单元10和确定单元20的作用于上述实施例相同。

纠正模块301用于对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理。

数字图像纠正处理：根据地质图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型。根据所采用的数字模型确定纠正公式。根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数，评定精度，同时对原始影像进行几何变换计算，像素亮度值重采样。

合成模块302用于将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

图3是根据本发明实施例的地质影像的处理装置中合成单元的示意图。

如图3所示，作为该实施例的优选实施例之一，该地质影像的处理装置包括获取单元10、确定单元20和合成单元30，其中，合成单元30包括纠正模块301和合成模块302，纠正模块301包括获取子模块3011和纠正子模块3012。

获取子模块3011用于分别获取所述多个地质影像图的坐标。

纠正子模块3012用于按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

作为该实施例的优选实施例之二，所述合成模块302包括搜索子模块3021、确定子模块3022和合成子模块3023。

搜索子模块3021用于分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边。

确定子模块3022用于确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线。

合成子模块3023用于按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

数字图像镶嵌：将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像，这就是图像的镶嵌。通过镶嵌处理，可以获得更大范围的地面图像。参与镶嵌的图像可以是不同时间的，但要求镶嵌的图像之间要有一定的重叠度。

数字图像镶嵌的关键：因为我们各种地质影像资料，它的几何变形是不同的。为解决多幅数据图像的拼接，实质就是几何纠正，按照数据图像精纠正方法将所有参加镶嵌的图像纠正到统一的坐标系中。去掉重叠部分后将多幅图像拼接起来形成一幅更大幅面的图像。二是如何保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显接缝。对于几何纠正其过程如下：

图像的几何纠正；搜索镶嵌边。先取图像重叠区的1/2为镶嵌边；然后搜索最佳镶嵌边，即该边为左右图像上亮度值最接近的连线。

亮度和反差调整：平滑边界线：经过上述调整，两幅图像色调和反差已趋近，但仍有拼缝，必须进行边界线平滑。

图4是根据本发明实施例的地质影像的处理方法的流程图。。

如图4所示，该地质影像的处理方法包括：

步骤S602，获取多个地质影像图；

步骤S604，通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及

步骤S606，根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

优选地，获取多个地质影像图包括：获取多个不同时间的地质影像图。

优选地，根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起包括：对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理；以及将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

优选地，对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理包括：分别获取所述多个地质影像图的坐标；以及按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

优选地，将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起包括：分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边；确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线；以及按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

优选地，在分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边之后，所述方法还包括：对所述多个地质影像图的镶嵌边进行平滑处理；以及对所述多个地质影像图进行两度和反差调整。

为了加强电网规划设计环节的科学管理，本发明实施例创造性地提出“多维空间-时间电力工程地质信息模型”，使用“电网、地貌、地质、时间”多维信息结构来综合表述电网建设地质环境，将电网及地表空间的地形影像图与地下的各类等值图及构造图等资料按地理空间位置整合，并按照变电站、架空线、电缆隧道等电力设施的各关键时间节点(选址选线、规划设计、施工运行)设计资料相耦合，形成独创的多维空间-时间电力设施工程地质信息模型，支持电力设施工程地质信息全寿命管理。

以北京地质图为例，以空间位置为主轴建立“多维空间-时间电力工程地质信息模型”，并采用“特征点校正分区拼接法”将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理信息空间中，提高光栅图形与地理空间的叠加精度，将电网分布与相应的地貌、地质空间资料相关联，以电力工程设计为对象，按规划、初设、施设、运行、改造为时间节点，动态管理地质与电力工程信息。

本项目以GIS技术为支撑，以现有数据、资料和成果的收集、整理、分析、综合为根本，以电网规划设计业务需求为导向，以地质信息的数字化、一体化管理为目标，综合利用GIS技术、计算机网络技术、现代数据库技术、系统集成技术，建立专业化的电力地质信息管理系统。资料成果的综合和二次开发为本专题主线贯穿于本次工作的全过程，以“边建设，边应用，边服务，边完善”为原则。

1系统平台搭建

1.1系统设计原则

系统设计遵循先进性、前瞻性、专业性、开放性的技术原则。

先进性方面，该产品采用当前最先进、最成熟的平台开发。GIS平台采用美国ESRI公司的ArcGIS平台，并且已全面调整到最成熟的9.2版本上，数据库采用ORACLE10G，系统设计采用CS三层架构。

前瞻性方面，该产品在设计上总结了电力行业地理信息系统建设的成功经验，做好充分的设计预留，以适应未来电网规划设计信息系统建设的大趋势。

专业性方面，根据电网规划设计工作对地质要求的实际特点，分析地质数据特征点，抽象相关业务模型，提供地质资料查询与管理、各种地质专题图制作和输出等应用。

开放性方面，该产品提供标准的数据、功能集成接口，以便实现与图档管理系统、生产管理等其他系统集成。

1.2系统架构设计

如图6所述，从总体上看，系统采用了三层架构体系，包括：业务应用层、应用系统平台层和基础平台层。

基础平台层：包含存储地质信息的属性数据库和存储图形信息的GIS数据库，以及依据基础数据构建的地质数字化模型库。

应用系统平台层：包含用于管理数据模型并为业务应用层提供服务的应用服务组件，例如地图显示组件、打印输出组件、地质建模组件等。

业务应用层：包含各类业务功能应用，例如各种地质信息的管理、查询统计、分析计算以及与其它信息系统间的数据接口。

1.3系统安全性设计

1.3.1数据结构安全设计

系统遵循国家电网公司的分区、分域、分级的网络与信息安全总体防护策略，结合公司的数据安全要求，制定系统内各类数据结构以及相应的存储、应用、共享等安全设计。

1.3.2系统访问安全设计

在客户端/服务器应用模式(Client/Server)下，GIS系统基于个人用户名、口令的IN/OUT信息管理方式，结合数据库内部安全机制，配置多层次、多级信息加密的数据安全结构。

1.3.3权限控制设计

系统采用与组织机构管理相结合的安全管理功能，采用了基于用户名/密码的身份认证方式和基于角色的访问控制机制来解决广域网内部的安全管理问题。其基本的安全管理原则是：以责定岗、以岗定人，建立基于LDAP协议下的安全管理机制，将系统权限管理与公司内整体信息安全管理整合。

具体权限管理模型如图7所示。

2.3.4日志管理设计

系统在正常运行中自动创建系统数据管理日志，日志中记录用户登录、对数据访问、编辑等操作信息，通过检查系统数据管理日志可以有助于跟踪登录用户的操作。

1.4系统功能设计

1.4.1空间分析

缓冲区分析：系统能够分析出工程所在位置处给定缓冲半径内的地质情况。系统提供圆形、矩形、多边形选择工具，可以使用这些工具在图上拖动选定一个范围，则该范围的图上对象对应的信息将显示出来，同时，可以进一步采用缓冲区进行统计查询。

等值面分析：根据地质条件、相关参数、临界数值等信息，系统自动形成业务应用所需的地质条件等值面，以辅助规划设计的选站选址工作。

1.4.2信息检索与浏览

针对工程实际需求进行了系统开发设计，实现了对地质信息全序列、多功能、数字化的检索浏览功能。

系统可根据地质特征点关键字模糊检索、坐标(经纬度)精确定位、缓冲区距离等检索方式，并提供了各条件的组合检索，同时可以与数十个工程序列进行联动查询，极大地方便了实际工程、科研的应用。

1.4.3图形打印与输出

系统提供方便的图形打印功能，可将选定范围内的图形按照纸张、比例等条件，进行单幅或者多幅连续打印输出。

系统同时能够将各种地质专题图中的数据进行数字化输出。在输出时，保证数据的坐标信息准确、图层划分清晰、数据内容无误，支持对AutoCAD格式、SHP、图片等格式的输出。

2.资料收集与整理

2.1资料收集

全面收集已有的工程地质资料，并加以归纳、整理、分析、总结，形成一套能为本项目服务的、系统的背景资料。

2.1.1区域基础地质资料

本项目收集的基础地质资料涵盖了基础地质、工程地质、地震地质、水文地质等各个相关领域，主要包括以下内容：

①《北京市区域地质志》

②《北京地区构造体系图》；

③《北京市活动构造图》；

④《北京市地质图》；

⑤《北京市水文地质图》；

⑥《北京平原区建设用地地质灾害评估范围图》；

⑦《北京市平原区古河道分布图》；

⑧《北京地震液化分区图》；

⑨《北京平原区第四系覆盖层等厚线图》；

⑩《北京地区设计基本地震加速度分区图》等。

2.1.2工程勘察资料

从上世纪90年代初到现在，北京城市发展正处于高峰期，兴建了大量民用建筑、公用建筑、公共设施，在此期间作了大量的岩土工程勘察、岩土工程施工、地质灾害危险性评估、环境地质评价等工作。本次从点、线、面三个方面进行收集，包括单孔资料、有关成果报告等，其中主要包括电力工程、民用建筑、公用建筑、城市地铁、公路桥梁等项目勘察报告，地质灾害危险性评估报告等，通过全方位的资料收集，基本可以满足本项目资料要求。

3.2资料整合与整理

3.2.1区域基础地质图系整合

本项目需要克服行业及企业间数字壁垒，使用公开出版资料丰富电力工程地质信息资料，需要使用大型图纸扫描，需要满足工程前期要求的精度要求，由于纸图的精度受到印刷设备的精度影响，受到档案存放方式的影响，受到扫描现场的湿度、温度、扫描设备精度的影响，尺寸越大的图形，精度偏差越大，为了提高精度，满足前期工作的基本要求，本项目首次创新性地采用“特征点校正分区拼接法”将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理信息空间中，提高电力工程地质关注区域的光栅图形与地理空间的叠加精度，形成基础地质图系模块。系统通过将地质矢量数据与影像数据进行空间位置的匹配，实现地质数据及地理空间矢量数据的叠加管理，可以结合电网及地理矢量更有效的利用地质综合信息；同时，遥感影像能更直观的反映地貌，满足了工程前期要求。首次将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理信息空间中，

3.2.2工程勘察资料整理

本次工作，主要从如下5个方面进行资料的分析、整理，并与GIS背景数据叠加，形成勘察项目数据模块。

①基本信息：来源资料名称、坐标(经纬度)、施工地点、孔深、地下水位埋深等；

②分层信息：地层成因、地层描述，层底埋深，地基承载力；

③抗震设计条件：地震影响基本参数、场地类别、地震液化；

④土工试验资料；

⑤原位测试资料等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了通过地质影像处理获得较大范围的地面图像的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地质影像的处理方法，其特征在于，包括：

获取多个地质影像图；

通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及

根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

2.根据权利要求1所述的地质影像的处理方法，其特征在于，获取多个地质影像图包括：

获取多个不同时间的地质影像图。

3.根据权利要求1所述的地质影像的处理方法，其特征在于，根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起包括：

对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理；以及

将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

4.根据权利要求3所述的地质影像的处理方法，其特征在于，对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理包括：

分别获取所述多个地质影像图的坐标；以及

按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

5.根据权利要求3所述的地质影像的处理方法，其特征在于，将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起包括：

分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边；

确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线；以及

按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

6.根据权利要求5所述的地质影像的处理方法，其特征在于，在分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边之后，所述方法还包括：

对所述多个地质影像图的镶嵌边进行平滑处理；以及

对所述多个地质影像图进行两度和反差调整。

7.一种地质影像的处理装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取多个地质影像图；

确定单元，用于通过地质图像的成像方式确定所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系；以及

合成单元，用于根据所述多个地质影像图中各个地质影像图的影像坐标和地面坐标之间的关系将所述多个地质影像图连接在一起。

8.根据权利要求7所述的地质影像的处理装置，其特征在于，所述合成模块包括：

纠正模块，用于对所述多个地质影像图分别进行几何纠正处理；以及

合成模块，用于将几何纠正处理之后的多个地质影像图连接在一起。

9.根据权利要求8所述的地质影像的处理装置，其特征在于，所述纠正模块包括：

获取子模块，用于分别获取所述多个地质影像图的坐标；以及

纠正子模块，用于按照数据图像纠正方法将所述多个地质影像图纠正到同一的坐标系中。

10.根据权利要求7所述的地质影像的处理装置，其特征在于，所述合成模块包括：

搜索子模块，用于分别搜索所述多个地质影像图的镶嵌边；

确定子模块，用于确定所述多个地质影像图的最佳镶嵌边，其中，所述最佳镶嵌边为相邻两个地质影像图上亮度最接近的连线；以及

合成子模块，用于按照所述多个地质影像图的最佳镶嵌边将所述多个地质影像图连接在一起。

Images