CN109840293B - 基于互联网的遥感外业勘察大数据系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统及其控制方法。本发明利用遥感技术，通过大数据服务器统一由获取影像处理单元获取需要勘察的数据，按照数据规范生成相应的勘察任务，并通过相应的任务接口将该勘察任务下达至适宜的终端设备。终端设备通过其自身传感器，在到达相应的空间坐标位置时，按照要求的方式进行采样，上传采样数据进行抽查和校验。由此，本发明能够根据同一的数据规范、同一的数据质量指标进行有效的采样，并在数据异常时及时通知终端。因而，本发明所获得的遥感外业勘察数据质量稳定，以提高遥感内业判图准确率。

Description

基于互联网的遥感外业勘察大数据系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及遥感外业勘察领域，具体而言涉及一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统及其控制方法。

背景技术

遥感外业勘察是为遥感内业服务，提供真实情况参考，勘察质量及结果的好坏直接影响遥感内业判图的准确率。目前，遥感外业勘察通常基于遥感内业技术员口述、打印、记录勘察点等方式告知遥感外业勘察人员勘察任务，再由遥感外业勘察人员按任务到达勘察点位后进行人工记录、画图、标注，最后以口述或报告形式转达遥感内业技术员。此过程中人为因素影响很大。对同一事物不同人描述有一定差别，每个人的工作标准、责任心也千差万别，导致遥感外业勘察质量参差不齐，最终影响遥感内业判图准确率，使得判图准确率下降。因此，如何提高遥感内业判图准确率成为需要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种能够高效采集遥感外业勘察数据的系统及其控制方法。

首先，为实现上述目的，提出一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统，其包括相互连接的影像处理单元和大数据服务器，大数据服务器还通过任务接口连接终端设备；其中，任务接口包括有：普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元与应急单元：影像处理单元被设置以执行以下步骤：遍历工作区域的遥感数据，筛选工作区域中欠缺的数据项目，以及该数据项目所对应的空间坐标，将数据项目及其空间坐标打包为勘察任务发送至大数据服务器；大数据服务器用于接收影像处理单元所发送的勘察任务，解析勘察任务所对应的数据项目及其空间坐标，按照数据项目的种类调用普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元中的组合，按照空间坐标查找最接近该空间坐标的终端设备，指定该终端设备，通过对应的任务接口向被指定的终端设备下发需要勘察的数据项目及其空间坐标，而后接收上传的相应数据；普查单元接收大数据服务器所发送的与普查相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；采样单元接收大数据服务器所发送的与采样相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；校验单元用于供普查单元、采样单元或抽查单元调用以查询相应的数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标；抽查单元用于在向大数据服务器上传数据之前对反馈数据进行抽查并通过校验单元对抽查的反馈数据进行校验，向大数据服务器上报抽查结果并在抽查结果中标记出不符合数据质量指标的反馈数据或异常的反馈数据；应急单元用于接收终端设备发送的异常信号，将异常信号上报至大数据服务器，或者用于接收大数据服务器所发送的与突发的或临时的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据。

可选的，上述的系统中，终端设备包括：手持终端。

可选的，上述的系统中，手持终端通过无线通讯网络与任务接口中的普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元通讯连接，接收其下发的采样任务，根据采样任务完成采样，再反馈采样所获得的数据。

可选的，上述的系统中，终端设备还包括：无人机。

可选的，上述的系统中，无人机通过无线通讯网络与任务接口中的普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元通讯连接，接收其下发的采样任务，根据采样任务完成采样，再反馈采样所获得的数据。

可选的，上述的系统中，手持终端或无人机上还设置有GPS信号单元、气压高度传感器和地磁传感器；GPS信号单元用于接收至少两个独立的GPS信号，通过两个GPS信号之间的比对获取手持终端或无人机当前所在位置的经度和纬度；手持终端或无人机被设置以执行以下步骤：

步骤a1，按照设定的采样周期检测手持终端或无人机所在位置的气压P，步骤a2，每检测到一个气压P则根据气压高度公式h＝44330(1-(P/P₀)^1/5.255)计算手持终端或无人机所在位置的高度h，步骤a3，根据空间坐标比对高度h是否符合，在高度h符合空间坐标，且手持终端或无人机所在位置的经度和纬度符合空间坐标时进入采样模式；在不符合时指示空间坐标所对应的方向，步骤a4，反馈采样模式中所获得的数据。采样模式下，手持终端或无人机被设置以执行以下步骤：步骤s1，设置采样周期为ts＝1000ms，在每个采样周期内采集气压P(t)、手持终端或无人机的地磁角度θ(t)，计算当前采样周期与上一采样周期之间的气压差ΔP(t)和地磁角度差Δθ(t)，步骤s2，计算高度调节信号为

根据高度调节信号为u(k)控制无人机的电机马达的转速以调节无人机的高度，或者根据高度调节信号在手持终端提示向上或向下调节高度；其中，比例系数Kp、微分系数Kd为预先设置的常数，步骤s3，与步骤s2同步，控制无人机的方向以使地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至无人机旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据；或者，与步骤s2同步，提示旋转手持终端以使地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至手持终端旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据。

可选的，上述的系统中，气压高度传感器为MS5607-02BA，地磁传感器为GMR(giantmagneto resistive)磁场传感器或巨磁阻磁场传感器。

其次，为实现上述目的，还提出一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统的控制方法，用于上述系统，其步骤包括：第一步，影像处理单元遍历工作区域的遥感数据，筛选工作区域中欠缺的数据项目，以及该数据项目所对应的空间坐标，将数据项目及其空间坐标打包为勘察任务发送至大数据服务器；第二步，大数据服务器接收影像处理单元所发送的勘察任务，解析勘察任务所对应的数据项目及其空间坐标，按照数据项目的种类调用普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元中的一种或其组合，按照空间坐标查找最接近该空间坐标的终端设备，指定该终端设备，通过对应的任务接口向被指定的终端设备下发需要勘察的数据项目及其空间坐标；第三步，普查单元接收大数据服务器所发送的与普查相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；采样单元接收大数据服务器所发送的与采样相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；第四步，大数据服务器接收普查单元或采样单元所上传的相应数据，以供影像处理单元显示并处理。

可选的，上述的方法中，终端设备被设置以执行以下步骤：步骤a1，按照设定的采样周期检测终端设备所在位置的气压P，步骤a2，每检测到一个气压P则根据气压高度公式h＝44330(1-(P/P₀)^1/5.255)计算终端设备所在位置的高度h，步骤a3，根据空间坐标比对高度h是否符合，在高度h符合空间坐标，且终端设备所在位置的经度和纬度符合空间坐标时进入采样模式；在不符合时指示空间坐标所对应的方向，

步骤a4，反馈采样模式中所获得的数据。其中，采样模式下，终端设备被设置以执行以下步骤：步骤s1，设置采样周期为ts＝1000ms，在每个采样周期内采集气压P(t)、终端设备的地磁角度θ(t)，计算当前采样周期与上一采样周期之间的气压差ΔP(t)和地磁角度差Δθ(t)，步骤s2，计算高度调节信号为

根据高度调节信号为u(k)控制或提示终端设备向上或向下调节高度；其中，比例系数Kp、微分系数Kd为预先设置的常数，步骤s3，与步骤s2同步，控制或提示终端设备的方向以使地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至终端设备旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据。

有益效果

本发明利用遥感技术，并通过大数据服务器统一由获取影像处理单元获取需要勘察的数据，按照数据规范生成相应的勘察任务，并通过相应的任务接口将该勘察任务下达至适宜的终端设备。终端设备通过其自身传感器，在到达相应的空间坐标位置时，按照要求的方式进行采样，上传采样数据进行抽查和校验。由此，本发明能够根据同一的数据规范、同一的数据质量指标进行有效的采样，并在数据异常时及时通知终端。因而，本发明所获得的遥感外业勘察数据质量稳定，以提高遥感内业判图准确率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1是本发明的基于互联网的遥感外业勘察大数据系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为根据本发明的一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统，其包括相互连接的影像处理单元和大数据服务器，大数据服务器还通过任务接口连接终端设备；其中，任务接口包括有：普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元与应急单元：

影像处理单元被设置以执行以下步骤：遍历工作区域的遥感数据，筛选工作区域中欠缺的数据项目，以及该数据项目所对应的空间坐标，将数据项目及其空间坐标打包为勘察任务发送至大数据服务器；

大数据服务器用于接收影像处理单元所发送的勘察任务，解析勘察任务所对应的数据项目及其空间坐标，按照数据项目的种类调用普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元中的其组合，按照空间坐标查找最接近该空间坐标的终端设备，指定该终端设备，通过对应的任务接口向被指定的终端设备下发需要勘察的数据项目及其空间坐标，而后接收上传的相应数据；

普查单元接收大数据服务器所发送的与普查相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；

采样单元接收大数据服务器所发送的与采样相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据；

校验单元用于供普查单元、采样单元或抽查单元调用以查询相应的数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标；

抽查单元用于在向大数据服务器上传数据之前对反馈数据进行抽查并通过校验单元对抽查的反馈数据进行校验，向大数据服务器上报抽查结果并在抽查结果中标记出不符合数据质量指标的反馈数据或异常的反馈数据；

应急单元用于接收终端设备发送的异常信号，将异常信号上报至大数据服务器，或者用于接收大数据服务器所发送的与突发的或临时的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向大数据服务器上传该数据。

其中，终端设备包括：手持终端和/无人机。其通过无线通讯网络与任务接口中的普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元通讯连接，接收其下发的采样任务，根据采样任务完成采样，再反馈采样所获得的数据。

具体而言，上述的手持终端或无人机上还设置有GPS信号单元、气压高度传感器和地磁传感器；GPS信号单元用于接收至少两个独立的GPS信号，通过两个GPS信号之间的比对获取手持终端或无人机当前所在位置的经度和纬度。终端设备具体可按照如下的方式实现对任务接口的反馈：

步骤a1，按照设定的采样周期检测终端设备所在位置的气压P，

步骤a2，每检测到一个气压P则根据气压高度公式h＝44330(1-(P/P₀)^1/5.255)计算终端设备所在位置的高度h，

步骤a3，根据空间坐标比对高度h是否符合，在高度h符合空间坐标，且终端设备所在位置的经度和纬度符合空间坐标时进入采样模式；在不符合时指示空间坐标所对应的方向，

步骤a4，反馈采样模式中所获得的数据；

采样模式下，终端设备被设置以执行以下步骤：

步骤s1，设置采样周期为ts＝1000ms，在每个采样周期内采集气压P(t)、终端设备的地磁角度θ(t)，计算当前采样周期与上一采样周期之间的气压差ΔP(t)和地磁角度差Δθ(t)，

步骤s2，计算高度调节信号为

根据高度调节信号为u(k)控制或提示终端设备向上或向下调节高度；其中，比例系数Kp、微分系数Kd为预先设置的常数，

步骤s3，与步骤s2同步，控制或提示终端设备的方向以使地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至终端设备旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据。

由此，本发明能够通过系统中个单元之间的配合与自动化的数据项目筛选、抽查与校验，提高遥感外业勘察数据质量，提高遥感内业判图准确率。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统，其特征在于，包括相互连接的影像处理单元和大数据服务器，所述大数据服务器还通过任务接口连接终端设备；其中，所述任务接口包括有：普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元与应急单元：

所述影像处理单元被设置以执行以下步骤：遍历工作区域的遥感数据，筛选所述工作区域中欠缺的数据项目，以及该数据项目所对应的空间坐标，将数据项目及其空间坐标打包为勘察任务发送至所述大数据服务器；

所述大数据服务器用于接收所述影像处理单元所发送的勘察任务，解析勘察任务所对应的数据项目及其空间坐标，按照所述数据项目的种类调用所述普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元中的组合，按照所述空间坐标查找最接近该空间坐标的所述终端设备，指定该终端设备，通过对应的任务接口向被指定的终端设备下发需要勘察的数据项目及其空间坐标，而后接收上传的相应数据；

所述普查单元接收所述大数据服务器所发送的与普查相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至所述大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用所述校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示所述终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向所述大数据服务器上传该数据；

所述采样单元接收所述大数据服务器所发送的与采样相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至所述大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用所述校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示所述终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向所述大数据服务器上传该数据；

所述校验单元用于供所述普查单元、采样单元或抽查单元调用以查询相应的数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标；

所述抽查单元用于在向所述大数据服务器上传数据之前对所述反馈数据进行抽查并通过所述校验单元对抽查的反馈数据进行校验，向所述大数据服务器上报抽查结果并在所述抽查结果中标记出不符合所述数据质量指标的反馈数据或异常的反馈数据；

所述应急单元用于接收所述终端设备发送的异常信号，将所述异常信号上报至所述大数据服务器，或者用于接收所述大数据服务器所发送的与突发的或临时的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至所述大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用所述校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示所述终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向所述大数据服务器上传该数据；

所述终端设备包括：手持终端；所述手持终端通过无线通讯网络与所述任务接口中的普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元通讯连接，接收其下发的采样任务，根据所述采样任务完成采样，再反馈采样所获得的数据；

所述终端设备还包括：无人机；所述无人机通过无线通讯网络与所述任务接口中的普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元通讯连接，接收其下发的采样任务，根据所述采样任务完成采样，再反馈采样所获得的数据；

所述手持终端或无人机上还设置有GPS信号单元、气压高度传感器和地磁传感器；

所述GPS信号单元用于接收至少两个独立的GPS信号，通过两个GPS信号之间的比对获取所述手持终端或无人机当前所在位置的经度和纬度；

所述手持终端或无人机被设置以执行以下步骤：

步骤a1，按照设定的采样周期检测所述手持终端或所述无人机所在位置的气压P，

步骤a2，每检测到一个气压P则根据气压高度公式h＝44330(1-(P/P₀)^1/5.255)计算所述手持终端或所述无人机所在位置的高度h，

步骤a3，根据所述空间坐标比对所述高度h是否符合，在所述高度h符合所述空间坐标，且所述手持终端或无人机所在位置的经度和纬度符合所述空间坐标时进入采样模式；在不符合时指示所述空间坐标所对应的方向，

步骤a4，反馈采样模式中所获得的数据；

所述采样模式下，所述手持终端或无人机被设置以执行以下步骤：

步骤s1，设置采样周期为ts＝1000ms，在每个采样周期内采集所述气压P(t)、所述手持终端或无人机的地磁角度θ(t)，计算当前采样周期与上一采样周期之间的气压差ΔP(t)和地磁角度差Δθ(t)，

步骤s2，计算高度调节信号为

根据所述高度调节信号为u(k)控制所述无人机的电机马达的转速以调节所述无人机的高度，或者根据所述高度调节信号在所述手持终端提示向上或向下调节高度；其中，比例系数Kp、微分系数Kd为预先设置的常数，

步骤s3，与所述步骤s2同步，控制所述无人机的方向以使所述地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至所述无人机旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据；或者，与所述步骤s2同步，提示旋转所述手持终端以使所述地磁角度差Δθ(t)保持在预设的范围内，直至所述手持终端旋转一周并在一周范围内采样至少4个数据。

2.如权利要求1所述的基于互联网的遥感外业勘察大数据系统，其特征在于，所述气压高度传感器为MS5607-02BA，所述地磁传感器为GMR磁场传感器或巨磁阻磁场传感器。

3.一种基于互联网的遥感外业勘察大数据系统的控制方法，其特征在于，用于权利要求1至2所述的系统，其步骤包括：

第一步，所述影像处理单元遍历工作区域的遥感数据，筛选所述工作区域中欠缺的数据项目，以及该数据项目所对应的空间坐标，将数据项目及其空间坐标打包为勘察任务发送至所述大数据服务器；

第二步，所述大数据服务器接收所述影像处理单元所发送的勘察任务，解析勘察任务所对应的数据项目及其空间坐标，按照所述数据项目的种类调用所述普查单元、采样单元、校验单元、抽查单元或应急单元中的一种或其组合，按照所述空间坐标查找最接近该空间坐标的所述终端设备，指定该终端设备，通过对应的任务接口向被指定的终端设备下发需要勘察的数据项目及其空间坐标；

第三步，所述普查单元接收所述大数据服务器所发送的与普查相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至所述大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用所述校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示所述终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向所述大数据服务器上传该数据；所述采样单元接收所述大数据服务器所发送的与采样相关的数据项目及其空间坐标，将该数据项目及空间坐标发送至所述大数据服务器指定的终端设备，接收终端设备的反馈数据，调用所述校验单元：查询该数据项目所对应的数据质量指标，校验所述终端设备的反馈数据是否符合该数据质量指标，在不符合该数据质量指标时提示所述终端设备重新勘察，在符合该数据质量指标时向所述大数据服务器上传该数据；

第四步，所述大数据服务器接收所述普查单元或所述采样单元所上传的相应数据，以供所述影像处理单元显示并处理。

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