CN103247062A - 采集农田关键点测绘成图的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采集农田关键点测绘成图的方法，包括以下步骤：1：获取GPS位置信息；2：勾勒待测区域轮廓；3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释；4：实时校验、提示与分割农田；5：上传测绘数据；6：获取矢量地图。与现有技术相比，本发明提出的技术方案中仅采集关键控制点即可实时成图，同时还可根据各个关键点间的逻辑关系主动校验，提示未采集关键点，防治漏测与误测。提高可靠性的同时降低了人工操作的劳动强度。

Description

采集农田关键点测绘成图的方法

技术领域

本发明涉及地图测绘技术领域，特别涉及一种采集农田关键点测绘成图的方法。

背景技术

随着第二次全国土地调查工作的完成，以及全国土地基础信息“一张图”的构建，土地调查与监测的方式、方法和监测内容将不断拓展，同时，调查与监测区域将由重点地区、重点城市和重点经济区向全覆盖监测发展，特别是广大农村土地利用高精度监测的重要性日益凸显。这种新的发展趋势对土地资源调查与监测数据源的可靠性、数据处理技术的科学性、调查设备操作简易性提出了更高的要求。在生产实践中经常需要通过测绘获得农田矢量地图，现在常用的方法有三种：

第一种：如图1所示，采集关键点，用于配准遥感影像图，再通过配准的遥感图矢量化地图。这种方法是最常用的，通过特定的关键点配准遥感影像图，而后手动矢量化遥感影像图上的特征地物，如果是采集比较常见的道路、农田、河流等地物还可以自动矢量化。

第二种：如图2所示，采集关键地物，手动成图。只采集构成关键地物的关键点和关键点集，包括点状地物、线状地物的交点、面状地物的交线。采集到这些特征点后人工将这些地物组织起来，形成矢量地图，这一过程相对比较复杂，目前还没有自动矢量化的案例。

第三种：如图3所示，采集全部地图节点，自动成图。此方法的核心思想是：采集全部地物的全部特征点，而后自动成图。由于冗余较多一般不适于采集大量地物，尤其是大量面状地物。现在有一些改进方法，例如自动封闭多边形、多地物复合采集等，一定程度上可以减轻采集的工作量。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种采集农田关键点测绘成图的方法，通过采集四种交界点、两种轮廓点一级一种辅助点后，根据关键点间的拓扑关系实时自动校验并查看测绘结果。

（二）技术方案

本发明提供一种采集农田关键点测绘成图的方法，包括以下步骤：

S1：获取GPS位置信息；

S2：勾勒待测区域轮廓；

S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释；

S4：实时校验、提示与分割农田；

S5：上传测绘数据；

S6：获取矢量地图。

其中，在S2中，所述勾勒待测区域轮廓包括：顺序标定和无序标定，所述顺序标定，以轮廓点的编号为顺序，依次标定待测区域轮廓；所述无序标定，是指自动标定包含全部轮廓点的面积最大的多边形为区域轮廓。

其中，在S2中，在轮廓转角或无分界的不规则轮廓处使用一般轮廓点来勾勒待测区域轮廓，有地块分界处使用分界轮廓点，在不规则分界或多于一条的分界处使用复杂轮廓点。

其中，在S3中，农田分界点，以测绘人员行走方向区分通过分界点的先后次序和位置确定操作者移动方向，将相对方向转为绝对方向，所述分界点包括：分界轮廓点、一般轮廓点、复杂轮廓点、分界辅助点、两侧分界点，左侧分界点、右侧分界点、十字分界点和不定分界点。

其中，在S3中，所述标注是使用具有相对方向的关键点标记农田分界，根据采集点顺序和GPS信息确定行进方向，在二维平面上实时切割地块，通过二维矩阵运算将相对方向变换为绝对方向。

其中，在进行S2：勾勒待测区域轮廓和S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释时，根据关键点拓扑关系进行校验。

其中，分界轮廓点、两侧分界点，左侧分界点和右侧分界点具有3个顶点，十字分界点具有4个顶点，除去行进方向外还可向2-3个方向产生辅助分界，每个辅助分界对应一个关键点。

其中，S2、S3同时进行，此外如果执行S2或S3过程中GPS信号精度小于指定精度须等待GPS精度达标后继续执行。

其中，在S5中，所述上传测绘数据包括：连接网络，将测绘成果上传至云端，云端校验采集到的地物数据，返回处理意见，根据处理意见补充标定关键点，或重新标定误差较大的关键点，完成测绘。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提出的技术方案中仅采集关键控制点即可实时成图，同时还可根据各个关键点间的拓扑关系主动校验，提示未采集关键点，防治漏测与误测。由于采用实时分割的机制，用户可以实时查阅农田当前属性，为分地活动提供数据支持，同时人工标注在分割时可自动继承，降低了人工操作的劳动强度。

附图说明

图1是现有技术中校准矢量化栅格图；

图2是现有技术中采集关键地物手动成图；

图3是现有技术中采集全部地图节点自动成图；

图4为本发明采集农田关键点测绘成图的方法步骤流程图；

图5A-图5I为本发明关键点类型示意图；

图6为本发明勾勒待测区域轮廓示意图；

图7为本发明测绘制分界点示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图4所示，本发明一种采集农田关键点测绘成图的方法，包括：

S1：获取GPS信号；

S2：勾勒待测区域轮廓；

S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释；

S4：实时校验、提示与分割农田；

S5：上传测绘数据；

S6：获取矢量地图。

在S1中，确保GPS信号精度在规定范围之内，一般在1米之内即可。

在S2中，所述勾勒待测区域轮廓包括两种标定方法：顺序标定和无序标定，所述顺序标定，以轮廓点的编号为顺序，依次标定待测区域轮廓；所述无序标定，是指自动标定包含全部轮廓点的面积最大的多边形为区域轮廓，在轮廓转角或无分界的不规则轮廓处使用一般轮廓点来勾勒待测区域轮廓，有地块分界处使用分界轮廓点，在不规则分界或多于一条的分界处使用复杂轮廓点。标定轮廓过程中，在无分界的轮廓拐点处使用一般轮廓点来勾勒待测区域轮廓，在有一个地块分界且地块分界与轮廓基本垂直时使用分界轮廓点，其它情况使用复杂轮廓点进行标注。

在S3中，采集农田分界点，以上一分界点至当前分界点方向为相对方向，如果行进方向在无分界点处变化须采集辅助分界点，也就是说测绘人员行走方向区分通过分界点的先后次序和位置确定操作者移动方向，将相对方向转为绝对方向，辅助分界点使用方法如图7所示。所述分界点包括：分界轮廓点、一般轮廓点、复杂轮廓点、分界辅助点、两侧分界点，左侧分界点、右侧分界点、十字分界点和不定分界点；另外，分界轮廓点、两侧分界点，左侧分界点和右侧分界点具有3个顶点，十字分界点具有4个顶点，除去行进方向外还可向2-3个方向产生辅助分界，每个辅助分界对应一个关键点。

在S3中，所述标注是使用具有相对方向的关键点标记农田分界，根据采集点顺序和GPS信息确定行进方向，在二维平面上实时切割地块，通过二维矩阵运算将相对方向变换为绝对方向。

在进行S2：勾勒待测区域轮廓和S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释时，根据关键点拓扑关系进行校验。另外，S2、S3同时进行，此外如果执行S2或S3过程中GPS信号精度小于指定精度须等待GPS精度达标后继续执行。

在S5中，所述上传测绘数据包括：连接网络，将测绘成果上传至云端，云端校验采集到的地物数据，返回处理意见，根据处理意见补充标定关键点，或重新标定误差较大的关键点，完成测绘。

如图5A-图5I所示，本发明提出的采集关键点测绘成图的方法中涉及的关键点类型及用法如下：

1）沿待测区域移动，如图5所示，使用轮廓点勾勒待测区域轮廓

a）在有地块分界处使用分界轮廓点；

b）在无分界处使用一般轮廓点；

c）在转角处必须采集一般轮廓点；

d）如果在同一个分界点上有多个分界，须采集复杂轮廓点，或采集多个分界轮廓点（每多一个分界采集一个）；

2）使用分界点分割农田后如图6所示测绘农田分界点，并标注地块名称、注释；

a）首先使用分界辅助点定义边界起点；

b）农田分界点共有五种，以测绘人员行走方向区分，包括：两侧分界点，左侧分界点、右侧分界点、十字分界点、不定分界点；

c）测绘时行进方向为上一点至当前点指向；

d）行进方向左侧出现分界时采集左侧分界点，在行进方向上添加辅助分界，在行进方向逆时针旋转90度方向上添加辅助分界；

e）行进方向右侧出现分界时采集右侧分界点，在行进方向上添加辅助分界，在行进方向顺时针旋转90度方向上添加辅助分界；

f）行进方向前方无路两侧为分界时采集两侧分界点，在行进方向顺时针旋转90度方向上添加辅助分界，在行进方向逆时针旋转90度方向上添加辅助分界；

g）行进方向前方三条分界线时采集十字分界点，在行进方向上添加辅助分界，在行进方向逆时针旋转90度方向上添加辅助分界，在行进方向顺时针旋转90度方向上添加辅助分界；

h）行进方向前方三条以上分界线时采集不定分界点，或采集多个相应类型的分界点；

i）当测绘非连续分界或改变方向时，需添加分界辅助点，则分界辅助点至分界点为行进方向；

j）当测绘异型边界时，需要使用多个辅助点勾勒边界；

k）分界点可以将当前地物分为2-4部分，每部分均可标记名称、注释，未标记的地物自动继承分割前的名称及注释；

l）每次采集分界点后自动分割当前地块，被分割地块继承分割前的标注，如需地块标注发生变化，用户可以实时更改地块标注

3）进行轮廓勾勒和分界测绘时，可以根据关键点拓扑关系进行校验，提示漏测、误测情况，测绘人员可根据提示信息进行补测及修订。

本发明采集农田关键点测绘成图的方法操作流程如下：

1）等待输入测绘区域基本信息：地点，人员，预计测绘规模（关键点数量）；

2）获取位置信息：

a）等待搜星指令获取位置信息；

b）在线获取遥感图（用于辅助测绘，可省略）；

c）获取既往数据（适用于增量测绘）。

3）标定原始轮廓：

a）存在既往轮廓时以既往轮廓为原始轮廓；

b）不存在既往轮廓时以当前点为四方向各距离1度的矩形区域为原始轮廓。

4）选择标定轮廓的方法：顺序标定或无序标定：

a）顺序标定，以轮廓点的编号为顺序，依次标定待测区域轮廓；

b）无序标定，自动标定包含全部轮廓点的面积最大的多边形为区域轮廓。

5）获取轮廓：

a）如果卫星失去连接，需要等待卫星信号；

b）可与步骤6同时进行；

c）标定轮廓点，包括分界轮廓点与一般轮廓点；

d）依据步骤4所选方法（顺序标定/无序标定）生成待测区域轮廓。

6）标定分界点：

a）如果卫星失去连接，需要等待卫星信号；

b）可与步骤5同时进行；

c）如果起始分界点不与最近标定的轮廓点相连，必须采集先辅助分界点；

d）如果分界点逾界，即分界点在轮廓包络之外，则列明冲突的点，选择放弃其中之一，直到分界点全部在轮廓包络之内。

7）根据分界点分割当前多边形，以产生新的多边形：

a）如当前点为辅助分界点，则直接匹配最近的辅助分界，然后返回步骤6，如没有可匹配的辅助分界直接返回步骤6；

b）如上一点至当前点存在辅助分界，确认辅助分界，记录分界的直线方程、起点和终点；

c）如上一点至当前点不存在辅助分界（上一点为辅助分界点、不定分界点或分界轮廓点），则直接确认上一点至当前点为分界，记录分界的直线方程、起点和终点；

d）如果当前点为两侧分界点，左侧分界点、右侧分界点或十字分界点，须检查是否有辅助分界通过当前点。如果有匹配的辅助分界，确认此辅助分界，记录分界的直线方程、起点和终点。如果确认完辅助分界后当前点还可产生辅助分界，记录该辅助分界；

e）使用新产生的辅助分界匹配分界轮廓点、复杂轮廓点和不定分界点，寻找距辅助分界距离最近的分界点或分界轮廓点自动匹配，其中匹配结果有4种情况：

i、发现与当前点匹配的复杂轮廓点或不定分界点，直接提示匹配，如果操作人员确认匹配，则确认当前辅助分界，记录分界的直线方程、起点和终点，如果确认不匹配则继续匹配其它点；

ii、发现与当前点匹配的分界点或分界轮廓点，并且未被其他点占用，直接提示匹配，如果确认辅助分界，则记录分界的直线方程、起点和终点，如果确认不匹配则继续匹配其它点；

iii、错误处理，检查之前标定是否有误，如果发现与当前点匹配的分界轮廓点或分界点，但是该点已被其他分界点占用，人工确认是否夺取分界点，如果夺取则确认当前辅助分界，记录分界的直线方程、起点和终点，然后为被夺取分界的关键分界点重新生成辅助分界。如果确认不夺取分界轮廓点或分界点则继续匹配其它点；

iv、未发现与当前点匹配的分界点或轮廓点，则认为尚未标定该点，记录辅助分界，并提示可能存在的分界点。

f）重新分割地块，标定地块属性。

8）重复步骤5、6直至完成全部分界点与分界轮廓点的采集.

9）校验是否存在未确认的辅助分界、孤立分界点或孤立分界轮廓点：

a）存在未确认的辅助分界，确认辅助分界或标定遗漏点；

b）存在孤立点，并可找到匹配的分界点或轮廓点，则匹配孤立点；

c）存在孤立点，未能找到匹配的不定分界点或复杂轮廓点，提示匹配点范围，返回步骤5、6；

d）不存在孤立点，继续步骤10。

10）检查不定分界点与复杂轮廓点：

a）发现未能匹配的不定分界点或复杂轮廓点，重复步骤5、6补充采集；

b）如果发现可以匹配的不定分界点或复杂轮廓点，提示匹配对象，人工选择匹配；

c）校验通过，继续步骤11。

11）完成测绘，连接网络，将测绘成果上传至云端，云端返回处理意见，根据处理意见补充标定关键点，或重新标定误差较大的关键点。

本发明在测绘农田地物时使用具有相对方向的关键点标记农田分界，再根据采集点顺序和GPS信息确定行进方向，将相对方向变换为绝对方向，实时切割当前地块，用以代替传统的采集标量点或轨迹的方法。

由于农田分割时无需考虑高程，在二维平面上进行分割，将相对方向转换为绝对方向时仅需进行二维矩阵运算，计算负荷极低适应移动设备实时测绘的需求。

由于除辅助点和不定分界点之外的各关键点的连接端成对出现，可以进行实时校验，提示可能存在的分界点位置，防治漏测和误测。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种采集农田关键点测绘成图的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取GPS位置信息；

S2：勾勒待测区域轮廓；

S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释；

S4：实时校验、提示与分割农田；

S5：上传测绘数据；

S6：获取矢量地图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，所述勾勒待测区域轮廓包括：顺序标定和无序标定，所述顺序标定，以轮廓点的编号为顺序，依次标定待测区域轮廓；所述无序标定，是指自动标定包含全部轮廓点的面积最大的多边形为区域轮廓。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在S2中，在轮廓转角或无分界的不规则轮廓处使用一般轮廓点来勾勒待测区域轮廓，有地块分界处使用分界轮廓点，在不规则分界或多于一条的分界处使用复杂轮廓点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S3中，农田分界点，以测绘人员行走方向区分通过分界点的先后次序和位置确定操作者移动方向，将相对方向转为绝对方向，所述分界点包括：分界轮廓点、一般轮廓点、复杂轮廓点、分界辅助点、两侧分界点，左侧分界点、右侧分界点、十字分界点和不定分界点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S3中，所述标注是使用具有相对方向的关键点标记农田分界，根据采集点顺序和GPS信息确定行进方向，在二维平面上实时切割地块，通过二维矩阵运算将相对方向变换为绝对方向。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行S2：勾勒待测区域轮廓和S3：测绘农田关键分界点，并标注地块名称和注释时，根据关键点拓扑关系进行校验。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，分界轮廓点、两侧分界点，左侧分界点和右侧分界点具有3个顶点，十字分界点具有4个顶点，除去行进方向外还可向2-3个方向产生辅助分界，每个辅助分界对应一个关键点。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S2、S3同时进行，此外如果执行S2或S3过程中GPS信号精度小于指定精度须等待GPS精度达标后继续执行。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S5中，所述上传测绘数据包括：连接网络，将测绘成果上传至云端，云端校验采集到的地物数据，返回处理意见，根据处理意见补充标定关键点，或重新标定误差较大的关键点，完成测绘。

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