CN105277233A - 天空地一体化土地数据获取系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天空地一体化土地数据获取系统，包括空中数据采集系统、地面数据采集系统和数据存储、处理与显示系统。本发明还公开了一种天空地一体化土地数据获取方法，能完成土地利用现状信息和土地违法线索信息的获取，具体包括：土地调查模式、年度卫片执法模式、可疑目标核查模式。本发明天空地一体化土地数据获取系统和方法集成了低空无人遥感、GPS/PDA、近景等天空地采集硬件设备；集成了多种数据采集与处理的软件；集成了遥感、土地利用现状、规划等支撑数据；实现土地现势信息（土地利用现状和土地利用违法线索）全覆盖快速获取。

Description

天空地一体化土地数据获取系统和方法

技术领域

本发明涉及遥感数据、无人机遥感、GPS/PDA、土地调查巡查车、土地数据获取，特别是涉及天空地一体化土地数据获取系统和方法。

背景技术

全面、及时、准确地掌握土地信息是严格土地管理、集约节约用地、保护耕地、编制土地利用规划，以及参与宏观调控的基础，是土地管理“保护资源、保障发展、维护权益、服务社会”的前提。第二次全国土地调查（以下简称“二调”）基本摸清了我国土地的类型、数量、分布、权属和利用状况，如何保持“二调”数据成果的现势性已成为当前不容回避的问题。2009年国土资源部启动了全国“一张图”工程建设，通过多元数据整合进一步提升土地基础数据对土地管理、公共服务、社会发展的支撑与保障能力，这对土地信息获取、数据更新技术的时效性、准确性、全面性提出了更高的要求。《国家“十二五”科学和技术发展规划》明确要突破“城镇化动态监测”、“土地节约利用与管护”、“城镇区域规划与动态监测”等核心关键技术。国家“十二五”科技工作正在统筹规划，如何加强“十二五”国土资源领域科技创新得到高度重视，国土资源部部长徐绍史提出要加强土地动态监测，进一步开发和完善监测系统等六个方面的科技创新引领与推动。科技部部长万钢肯定了国土资源科技工作取得的成绩，并表示国家“十二五”科技规划将充分考虑国土资源工作对科学技术的重大需求，指出双方应加强项目、人才和基地建设方面的衔接，共同破解难题。

目前土地利用信息可以通过多种途径进行的获取，但数据获取的速度、数据的质量以及对环境的适应性是不同的，各有利弊。第一种方式是基于地面的人工外业、内业结合的测量方式。全站仪、GPS、土地巡查车等仪器的普及，大大提高了数据采集的精度和效率，然而，与数据信息需求相比，该方法表现出了数据生产成本高、劳动强度大的缺陷，并且工作人员受到外界干扰或者自然条件的限制“不能去、不让去、去不了”，从而难以获取数据；第二种方式是卫星遥感与航空摄影测量，这种方式采用航空手段获取地表信息，适用于大面积数据获取、以及受到外界干扰地区数据获取的有效手段，该方式得到了广泛应用。从航天飞机到再到飞机、气球、无人机等空中平台，通过安装在这些空中平台上的传感器，从空中对地物实施层次、不同分辨率的观测，快速获取地表空间位臵信息。然而受数据获取方式的限制，地物细节信息的获取存在一定困难，同时成本较高，并且在某些情况下存在精度不足、判读等缺点。土地利用变化快，使得土地利用监管信息获取必须快速更新，方可具备全面、准确等实用特征，而这些恰恰是上述两种方式难以胜任的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了天空地一体化土地数据获取系统和方法，集成了卫星遥感、无人机低空遥感、GPS/PDA、土地巡查车等调查手段，形成了一体化土地数据获取、存储、处理和显示系统，满足1:10000、1:2000土地现势信息快速、准确获取的天空地一体化的土地调查需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种天空地一体化土地数据获取系统，包括空中数据采集系统、地面数据采集系统和数据存储、处理与显示系统；

所述空中数据采集系统包括无人机遥感模块、飞控系统、第一通讯模块和空中数据采集系统电源；所述无人机遥感模块在飞控系统的控制下获取土地数据，然后通过所述第一通讯模块传输到所述数据存储、处理与显示系统；

所述地面数据采集系统包括全站仪、GPS/PDA、音视频模块、第二通讯模块和地面数据采集系统电源；根据不同业务的需求，选择所述全站仪、GPS/PDA或者音视频模块获取数据，然后通过所述第二通讯模块传输到所述数据存储、处理与显示系统；

所述数据存储、处理与显示系统包括数据存储模块、显示模块、数据处理模块、第三通讯模块和数据存储、处理与显示系统电源；所述数据处理模块首先对数据存储模块的数据进行集成整理和处理，将处理后的数据存储到数据存储模块并发给显示模块显示。

在本发明一个较佳实施例中，所述的空中数据采集系统、地面数据采集系统和数据存储、处理与显示系统集成在同一辆土地调查巡查车上，形成一体化的系统。

在本发明一个较佳实施例中，所述的数据存储模块包括卫星遥感数据存储、无人机遥感数据存储、GPS/PDA（矢量、属性）数据存储、音视频数据存储、土地利用现状数据存储、土地规划数据存储、城镇地籍数据存储、基础地理数据存储、批供用补查数据存储，形成一体化的数据存储系统。

在本发明一个较佳实施例中，所述的数据处理模块包括天空地数据的集成、天空地数据的业务现场处理、GPS/PDA土地调查大容量矢量和遥感影像底图预处理、空间分析分布式服务、GPS/PDA协同调查，形成一体化的数据处理系统。

在本发明一个较佳实施例中，所述的飞控系统采用MEMS器件。

在本发明一个较佳实施例中，所述的土地利用现状信息和土地违法线索信息的获取具体包括：

土地调查模式、年度卫片执法模式和可疑目标核查模式。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种天空地一体化土地数据获取方法，完成土地利用现状信息和土地违法线索信息的获取，具体包括：土地调查模式、年度卫片执法模式和可疑目标核查模式；

所述的土地调查模式包括以下步骤：

步骤一、无人机空中获取遥感数据；

步骤二、巡查车导航到布控点，利用GPS和全站仪布控；

步骤三、在巡查车内利用数据处理模块快拼成DOM/DEM；

步骤四、和车内的历史遥感或土地利用现状对比，形成土地利用现状数据；

步骤五、如发现可疑违法线索，利用音视频模块和室内联动，进行查处。

在本发明一个较佳实施例中，所述的年度卫片执法模式包括以下步骤：

步骤1、内业下发可疑图斑；

步骤2、巡查车利用可疑图斑导航到可疑点；

步骤3、利用GPS/PDA进行实地核查；

步骤4、判断是否合法；

步骤5、如果合法，则变更数据后入库上图；如果不合法就立案查处。

在本发明一个较佳实施例中，所述的可疑目标核查模式包括以下步骤：

步骤A、通过举报、媒体曝光、信访等途径获得可疑目标；

步骤B、巡查车导航到可疑目标附近；

步骤C、根据可疑目标的类型，采用不同方法；

步骤C1、如果可疑目标是农田，巡查车移动过程中车顶摄像头获取道路两侧视频，车内计算机依据GPS定位信息判断当前位置两侧是否是基本农田，如果监测出建筑物就自动报警；

步骤C2、如果可疑目标能实地核查，就采用GPS/PDA实地核查；

步骤C3、如果可以目标不能实地核查，就采用无人机获取遥感数据；

步骤D、和车内的历史数据进行比对，确定可疑用地详细数据。

本发明的有益效果是：本发明天空地一体化土地数据获取系统和方法，采用低空无人遥感、GPS/PDA、近景等天空地采集硬件设备集成一体化；多种数据采集与处理的软件一体化集成；遥感、土地利用现状、规划等支撑数据一体化集成；实现土地现势信息（土地利用现状和土地利用违法线索）全覆盖快速获取。

附图说明

图1为天空地一体化土地数据获取系统的结构示意图。

图2为土地调查模式流程图。

图3为年度卫片执法模式流程图。

图4为可疑目标核查模式流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，天空地一体化土地数据获取方法，包括空中数据采集系统1、地面数据采集系统2和数据存储、处理与显示系统3，三个系统集成在同一辆土地调查巡查车上。

空中数据采集系统1包括无人机遥感模块4、飞控系统5、第一通讯模块6和空中数据采集系统电源7。

无人机遥感模块4在飞控系统5的控制下获取土地数据，然后通过第一通讯模块6传输到数据存储、处理与显示系统3。

地面数据采集系统2包括全站仪8、GPS/PDA9、音视频模块10、通讯模块11和地面数据采集系统电源12。

根据不同业务的需求，选择全站仪8、GPS/PDA9或者音视频模块10获取数据，然后通过第二通讯模块11传输到数据存储、处理与显示系统3。

数据存储、处理与显示系统3包括数据存储模块13、显示模块14、数据处理模块15、第三通讯模块16和数据存储、处理与显示系统电源17。

数据存储模块13存储卫星遥感数据、无人机遥感数据、GPS/PDA（矢量、属性）数据、音视频数据、土地利用现状数据、土地规划数据、城镇地籍数据、基础地理数据、批供用补查数据。

数据处理模块15首先对数据存储模块13的数据进行集成整理，根据具体的业务模式，对天空地数据进行业务现场处理、GPS/PDA土地调查大容量矢量和遥感影像底图预处理、空间分析分布式服务、GPS/PDA协同调查，处理后的数据存储到数据存储模块13并发给显示模块14显示。

土地利用现状信息和土地违法线索信息获取具体包括：土地调查模式、年度卫片执法模式、可疑目标核查模式。

如图2所示，土地调查模式包括以下步骤：

步骤一、在巡查车内，通过飞控系统控制无人机空中获取遥感数据；

步骤二、巡查车导航到布控点，利用GPS和全站仪布控；

步骤三、将遥感数据通过内业空三、镶嵌形成4D数据DLG/DRG/DOM/DEM；

步骤四、在巡查车内利用数据处理模块，结合4D数据和布控点数据，形成初始土地利用现状数据；

步骤五、以历史遥感和初始土地利用现状数据为底图，利用GPS/PDA进行现场外业核查补测；

步骤六、补测后形成完整的土地利用现状数据，如发现可疑违法线索，利用音视频模块和室内联动，进行查处。

如图3所示，年度卫片执法模式包括以下步骤：

步骤1、内业下发可疑图斑，这些图斑来自国家下发卫片或者利用无人机重点区域提前摸底得到的核查图斑；

步骤2、巡查车利用可疑图斑导航到可疑点；

步骤3、利用GPS/PDA对可以图斑进行实地核查；

步骤4、判断可以图斑点是否合法；

步骤5、如果合法，则变更数据后入库上图；

步骤6、如果不合法就立案查处，采取恢复原貌或者补办手续的方式，补办手续后将变更的数据重新入库上图。

如图4所示，可疑目标核查模式包括以下步骤：

步骤A、通过举报、媒体曝光、信访等途径获得可疑目标；

步骤B、巡查车导航到可疑目标附近；

步骤C、根据可疑目标的类型，采用不同方法；

步骤C1、如果可疑目标是农田，巡查车移动过程中车顶摄像头获取道路两侧视频，车内计算机依据GPS定位信息判断当前位置两侧是否是基本农田，如果监测出建筑物就自动报警；

步骤C2、如果可疑目标能实地核查，就采用GPS/PDA实地核查，获得可疑区域详细数据；

步骤C3、如果可以目标不能实地核查，就采用无人机获取遥感数据；无人机获取的数据，可以进行人工处理，和以往矢量影像对比，确定可疑用地详细数据；也可以进行自动处理，自动识别建设用地，和以往建设用地相比，确定可疑区域。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于：包括空中数据采集系统（1）、地面数据采集系统（2）和数据存储、处理与显示系统（3）；

所述空中数据采集系统（1）包括无人机遥感模块（4）、飞控系统（5）、第一通讯模块（6）和空中数据采集系统电源（7）；所述无人机遥感模块（4）在飞控系统（5）的控制下获取土地数据，然后通过所述第一通讯模块（6）传输到所述数据存储、处理与显示系统（3）；

所述地面数据采集系统（2）包括全站仪（8）、GPS/PDA（9）、音视频模块（10）、第二通讯模块（11）和地面数据采集系统电源（12）；根据不同业务的需求，选择所述全站仪（8）、GPS/PDA（9）或者音视频模块（10）获取数据，然后通过所述第二通讯模块（11）传输到所述数据存储、处理与显示系统（3）；

所述数据存储、处理与显示系统（3）包括数据存储模块（13）、显示模块（14）、数据处理模块（15）、第三通讯模块（16）和数据存储、处理与显示系统电源（17）；所述数据处理模块（15）首先对数据存储模块（13）的数据进行集成整理和处理，将处理后的数据存储到数据存储模块（13）并发给显示模块（14）显示。

2.根据权利要求1所述的天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于，所述的空中数据采集系统（1）、地面数据采集系统（2）和数据存储、处理与显示系统（3）集成在同一辆土地调查巡查车上，形成一体化的系统。

3.根据权利要求1所述的天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于，所述的数据存储模块（13）包括卫星遥感数据存储、无人机遥感数据存储、GPS/PDA（矢量、属性）数据存储、音视频数据存储、土地利用现状数据存储、土地规划数据存储、城镇地籍数据存储、基础地理数据存储、批供用补查数据存储，形成一体化的数据存储系统。

4.根据权利要求1所述的天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于，所述的数据处理模块（15）包括天空地数据的集成、天空地数据的业务现场处理、GPS/PDA土地调查大容量矢量和遥感影像底图预处理、空间分析分布式服务、GPS/PDA协同调查，形成一体化的数据处理系统。

5.根据权利要求1所述的天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于，所述的飞控系统（5）采用MEMS器件。

6.根据权利要求1所述的天空地一体化土地数据获取系统，其特征在于，所述的土地利用现状信息和土地违法线索信息的获取具体包括：

土地调查模式、年度卫片执法模式和可疑目标核查模式。

7.一种天空地一体化土地数据获取方法，其特征在于，完成土地利用现状信息和土地违法线索信息的获取，具体包括：土地调查模式、年度卫片执法模式和可疑目标核查模式；

所述的土地调查模式包括以下步骤：

步骤一、无人机空中获取遥感数据；

步骤二、巡查车导航到布控点，利用GPS和全站仪布控；

步骤三、在巡查车内利用数据处理模块（15）快拼成DOM/DEM；

步骤四、和车内的历史遥感或土地利用现状对比，形成土地利用现状数据；

步骤五、如发现可疑违法线索，利用音视频模块和室内联动，进行查处。

8.根据权利要求7所述的天空地一体化土地数据获取方法，其特征在于，所述的年度卫片执法模式包括以下步骤：

步骤1、内业下发可疑图斑；

步骤2、巡查车利用可疑图斑导航到可疑点；

步骤3、利用GPS/PDA（9）进行实地核查；

步骤4、判断是否合法；

步骤5、如果合法，则变更数据后入库上图；如果不合法就立案查处。

9.根据权利要求7所述的天空地一体化土地数据获取方法，其特征在于，所述的可疑目标核查模式包括以下步骤：

步骤A、通过举报、媒体曝光、信访等途径获得可疑目标；

步骤B、巡查车导航到可疑目标附近；

步骤C、根据可疑目标的类型，采用不同方法；

步骤C1、如果可疑目标是农田，巡查车移动过程中车顶摄像头获取道路两侧视频，车内计算机依据GPS定位信息判断当前位置两侧是否是基本农田，如果监测出建筑物就自动报警；

步骤C2、如果可疑目标能实地核查，就采用GPS/PDA实地核查；

步骤C3、如果可以目标不能实地核查，就采用无人机获取遥感数据；

步骤D、和车内的历史数据进行比对，确定可疑用地详细数据。