CN107688569A - 一种基于卫星遥感影像的路径站址协议管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理方法，所述方法包括：将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据；将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图；对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM；针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中；以及基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。

Description

一种基于卫星遥感影像的路径站址协议管理方法及系统
技术领域
本发明涉及输变电技术领域，并且更具体地，涉及一种基于卫星遥感影像的路径站址协议管理方法及系统。
背景技术
在传统的输电线路设计中，路径站址协议的管理是采用人工收集并整理，再由计算机存储扫描文件的方式进行管理。这样的管理方式往往会造成查看困难，文档管理效率低等问题。在选线选址过程中，还经常有路径站址协议的变更和过期等问题，缺乏高效直观的管理办法，会使得设计人员对路径站址协议的有效时间及范围不明确，影响线路、站址规划的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理方法，所述方法包括：
将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据；
将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图；
对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM；
针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中；以及
基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。
优选地，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。
优选地，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
优选地，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
优选地，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。
优选地，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理系统，所述系统包括：
多源遥感影像数据生成单元，将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据；
正射影像图生成单元，将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图；
数字高程模型DEM建立单元，对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM；
路径站址协议导入单元，针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中；以及
路径站址协议查询和显示单元，基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。
优选地，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。
优选地，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
优选地，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
优选地，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。
优选地，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。
本发明的有益效果在于：
本发明涉及一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理方法。将卫星遥感影像与站址协议结合起来，利用卫星遥感影像的时空特征，配合GIS系统，建立具有时间、空间特征的数据平台，形成一种对路径站址协议的管理方法。该技术能够弥补传统架空输电线路设计中的不足，将以往依靠人工整理、归集路径站址协议的管理方式，转变为基于卫星遥感影像集中化自动管理、显示。为选址、选线工作提供了有力的数据支撑。使得选址选线涉及的路径站址避让、通过协议清晰明确，且协议时间、协议地理位置及范围有据可查，提高选址选线效率。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1示出了根据本发明实施方式的路径站址协议管理方法100的流程图；以及
图2示出了根据本发明实施方式的路径站址协议管理系统200的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1示出了根据本发明实施方式的路径站址协议管理方法100的流程图。如图1所示，基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理方法100从步骤101处开始。在步骤101将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据。优选地，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。优选地，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
其中，所述校正方式包括：多项式模型纠正和传感器物理模型的正射纠正。多项式模型纠正(也可称为：多项式转换)是通过原始影像坐标(行，列)与地理参考坐标之间纯粹的数学连接，来实现影像几何变形的纠正。这种纠正方法在原始遥感影像物理模型不可知的情况下使用。根据影像变形的程度，使用一阶多项式、二阶多项式和三阶多项式，分别计算6个、12个和20个未知的变形参数，因此各至少需要3个、6个和10个控制点才能完成多项式的计算。为保证影像几何纠正精度，选用较高的阶数和大量多余观测点。基于传感器物理模型的纠正，则是对影像获取过程中观测条件的重构来实现影像纠正。重构模型可以以三维方式关联一个影像点与地面上的相应点，并且考虑来自传感器的主要变形。使用这种方法首先必须知道相应影像的各种获取参数，然后通过一定数量地面控制点(GroundControl Point，GCP)来重构影像较为精确的物理模型。
对GCP的精度要求在0.5个像素至1.5个像素之间。从已有地形图上来采集GCP的三维坐标，要考虑资料的时效性性和地形地物的变化程度，地图的比例尺(或分辨率)方面要选用较高地理精度的地图资料。数据源精度要比所要的成图精度高，否则，纠正精度很难达到。
GCP分布情况对于遥感影像纠正精度的影响很大。要求GCP的分布均匀，并且影像的四角附近均要有一个GCP，这样才能充分控制成图区域的精度。对于山地地形较复杂的情况，也要根据实际情况多布置GCP。GCP要布置在影像纹理清晰易于定位的地方。选择能准确判点的位置上，如线状地物的交角或地物拐角上，交角必须良好(30°-150°)。道路交叉处、桥梁，花坛都是适于布点的地方。在时效性差的地形图图选GCP，不选择易于变化的地物点，如林地的边界，田埂，江河中沙洲的拐角。由于房屋存在投影差，如果选择房屋上的角点，应该考虑其高程值。
GCP影像采集时应分布均匀，相邻影像的重叠区域内应采集控制点，对于山地等地形复杂且特征不明显区域，应更多布设点位。GCP影像应选取纹理清晰易于定位的地物，以人工线状地物为主，自然地物为辅，交角良好。具体选取原则如下：1.控制点影像选择线状地物的交点或是拐点、稍尖的山顶和脉络清晰的山脊线等处地物的中心点；2.控制点影像应个例性强，控制点必须有别于以此点为中心的影像控制片内其它地物，即该控制点是影像片的最大无关组；3.影像控制片应信息度高，提高控制点影像用于手工采点和自动匹配时的有效识别。避免采集重复的特征地物，如农田的道路。在一景影像内，确保控制点影像的信息独立性，易于控制点影像的定位；4.控制点影像最优选择有效时限长的地物，即选择不易变更的地物，如乡村、城镇的边界线和主干道路，目视易于辨别的具有代表性的城市特色建筑物和山区的人工建筑物等；5.控制点影像避免选取受天气因素影响的地区，对于大面积云、雪、雾、烟覆盖地区，若无法辨认点位，则不能选点；若覆盖区域点位仍能辨认，可选取部分点位作为备用；6.控制点影像大面积沙漠地区可选取沙漠公路、沙漠中居民点、沙漠水系和灌木地物等沙漠上所有可选地物；7.控制点影像不宜选取在周围影像存在严重曝光或曝光过大的地区；8.控制点影像不宜选取在地物严重变形和拉花的地区；9.控制点影像避免选在采集影像镶嵌线附近；10.控制点影像避免选取受高程影响的地物，高层建筑物因受投影影响存在不同程度的误差，应避免选取高层建筑物的角点，若选取城市道路时需注意部分道路可能受到高层建筑物落影的影响。
在对卫星遥感影像进行融合时，包括：主成分融合法、小波融合法，Muttiplicative融合法和Pansharping融合法。主成分融合法是将多波段遥感影像数据经过主成分变换后.得到的第一主分量PCA1用高分辨率影像替代，再经过反变换得到融合影像。小波融合法是对多源影像进行小波分解.分别得到影像的低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角分量。然后在小波变换域内通过比较各分量影像的细节信息.在不同尺度上实现影像融合，生成各层的小波系数，最后进行小波变换，得到融合之后的影像。Muttiplicative融合法是最简单的一种融合方法，此方法不保留原有图像的辐射信息，经过变换光谱强度有很大提高。突出了城市建筑的特征。Pansharping融合法是一种高保真的遥感影像融合方法，调整各个波段在融合过程中的权值，使融合后的影像失真达到最小。
优选地，在步骤102将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图。
优选地，在步骤103对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM。优选地，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
优选地，在步骤104针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中。路径站址协议由设计人员联系线路、站址范围内的相关管理部门取得，格式多种多样，较常见的格式有PDF、word、shp文件。其中，PDF及word文件通常包含协议设计地区的图片、文字规定等，属于常规的协议文档。shp文件即矢量数据文件，存储避让区或通过区的形状、位置以及边界坐标，时效性等信息，是一种新型的协议格式。
优选地，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。导入整体文件的方式是针对JPG图片格式或部分难以进行文字识别的PDF格式协议，由于无法自动识别其内部的文字内容，只能将文件作为整体导入到卫星遥感影像场景中，导入过程中首先应标注该协议在卫星遥感影响地图中的位置以及范围，并注明协议有效期限。导入后即可达到当浏览该区域卫星遥感影像时，展示该协议的作用范围、有效时间及协议内容的效果。导入文件内容的方式是针对部分PDF、word或shp格式的协议，由于其内容可以自动识别，采用导入其内容以及整体文件的形式导入。由于路径站址协议文件除了具有一般文书、图形文件的基本特征外，更具有突出的时间及空间特征。与遥感影像数据的时间、空间特征结合起来，即可进行更便捷科学的管理。首先根据电子文件所对应的遥感影像地图位置抽象出点、线、面。例如，路径协议标记了一个不允许通过的建筑物，可根据其所在的空间坐标，提取出一个点；某协议允许跨越的河流可根据河流的走向，提取出一系列线；某协议中不允许跨越的风景区可提取成多边形的面。然后，将这些点、线、面录入到遥感影像地图，这些点、线、面在地图中将作为建设电子文件的替代物，将记录着它们原始电子文件的存储路径、文件名称、文件类型、协议时效性等关键信息。
优选地，在步骤105基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。优选地，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。浏览检索查询是指将上述点、线、面绘制在专题地图上，并叠加到遥感影像中，用户在叠加后的地图上浏览并找寻感兴趣的协议的过程。由于是在地图中直接查找信息，可借助协议范围的形状、大小，从中识别出所需文件。提问检索查询是以时间、空间及时间空间结合的方式进行提问检索。从空间位置出发，将遥感影像中的某空间范围设定为检索条件，查询范围内有哪些点、线、面。并从中识别出目标电子文件对应的点、线、面。最后，对于识别出的目标点、线、面，根据其提供的原始文件存储路径，获取并查看其信息内容。也可从时间位置出发，查询目标时间段内，有哪些有效的点、线、面，去除无效的点、线、面。并从中识别出目标电子文件对应的区域，最后根据其提供的原始文件存储路径，获取并查看在该时间段内有效的协议文件内容。时间、空间结合方式即将空间范围和目标时间段结合，查询同时符合时间和空间要求的协议，获取并查看协议文件内容。
图2示出了根据本发明实施方式的路径站址协议管理系统200的结构示意图。如图2所示，基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理系统200包括：多源遥感影像数据生成单元201、正射影像图生成单元202、数字高程模型DEM建立单元203、路径站址协议导入单元204以及路径站址协议查询和显示单元205。
在多源遥感影像数据生成单元201将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据。优选地，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。优选地，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
在正射影像图生成单元202将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图。
在数字高程模型DEM建立单元203对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM。优选地，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
在路径站址协议导入单元204针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中。优选地，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。
在路径站址协议查询和显示单元205基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。优选地，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (12)

1.一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理方法，所述方法包括：
将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据；
将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图；
对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM；
针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中；以及
基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。
7.一种基于卫星遥感影像时空特征的路径站址协议管理系统，所述系统包括：
多源遥感影像数据生成单元，将针对所选区域的至少两个卫星遥感影像数据进行校正并融合，生成多源遥感影像数据；
正射影像图生成单元，将上述多源遥感影像数据与数字化地形图进行叠加，生成正射影像图；
数字高程模型DEM建立单元，对上述正射影像图进行处理得到数字高程模型DEM；
路径站址协议导入单元，针对不同格式的路径站址协议采用不同的方式导入到所选区域对应的三维场景模型中；以及
路径站址协议查询和显示单元，基于多源卫星遥感影像数据对路径站址协议进行查询并显示。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少两个遥感影像数据包括：高分辨率卫星遥感数据和多光谱卫星遥感数据。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述多源遥感影像数据同时具有全色波段的高空间分辨率和多光谱卫星遥感数据的光谱分辨率。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述正射影像图和数字高程模型DEM能够叠加以生成三维场景模型。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述导入方式包括：导入整体文件的方式和导入文件内容的方式。
12.根据权利要求7所述的系统，其中所述查询方式包括：浏览检索查询和提问检索查询。
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