CN114280649A - 一种综合型地理信息数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合型地理信息数据处理系统，包括数据信息采集系统，本系统具有通道道路巡检功能，精细化巡检功能，全景720巡检功能，航空测绘功能，操作简单便捷，支持同点起飞的精细化巡检方案，平台安装环境要求低，支持大部分安卓移动终端，所述数据信息采集系统与数据处理模块连接，所述展示端包括DLG展示、DOM展示、DEM展示、DSM展示，通过数据采集与整治工作完成地理信息数据的入库工作，工作要内容为：建筑物外勘、地址清理、制作建筑物图形、关联地址库地址，实现便利化的智能应用，本系统还能提供遥感影像处理，基础数据处理和三维建模等全方位数据加工业务，为相关行业提供专业、高质的数据处理服务。

Description

一种综合型地理信息数据处理系统

技术领域

本发明涉及地理信息技术领域，具体为一种综合型地理信息数据处理系统。

背景技术

地理信息系统(GIS，Geographic Information Systems)是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机地结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城乡建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。目前，GIS正走出测绘、绘图、资源和环境管理等传统领域，日益深入到社会生活的方方面面，渐渐开始与普通大众亲密接触，因此，出现了很多的GIS信息提供商和服务商，为用户提供地图搜索、环境监控、灾害应急响应、公交换乘、卫星导航、旅游信息等服务。

各GIS生产厂商或服务厂商关注的领域不同，因此各厂商提供的地理信息数据风格、优势、服务方式都不相同。如谷歌地球(GoogleEarth)采用超高影像压缩技术，能实时提供多种数据，将本地搜索和卫星影像结合起来，让用户浏览全球范围内任何一处地点的卫星影像以及建筑物或地形的三维图像；其提供的三维地图定位技术，可以让用户在三维地图上通过交互方式定点查看特定区域，进行不同视角的放大、缩小、漫游等地图控制以及自动搜索路径完成道路导航操作；但GoogleEarth不具备GIS的数据采集与编辑功能，不具备GIS的制图、空间查询和空间分析功能。而专业的GIS厂商，如灵图UU，可提供矢量地图和栅格地图，可根据用户的需求分层提供各种专题地图，还可通过空间分析得到一些特殊的地学分析用图，如坡度图、坡向图、剖面图等；另外，灵图UU还可提供GIS空间查询与空间分析功能，包括拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析、地学分析、数字高程模型的建立、地形分析等；但灵图UU可提供的卫星影像信息相对少，对三维地图定位处理能力也相对较弱。

综合型地理信息数据处理系统能够对综合数据进行处理，有利于完善地理信息系统，现有的综合型地理信息数据在对数据进行处理时，无法很好的根据数据的种类进行分类，从而导致在对数据的处理时处理效果不好的状况，而且综合型地理信息数据处理系统的数据输入模块就一个，在数据输入模块损坏时，无法很好的进行数据输入。

为此，公布号为CN109918458A公开了一种综合型地理信息数据处理系统，包括数据输入模块，所述数据输入模块的输出端和数据整合模块的输入端电性连接，所述数据整合模块的输出端与第一数据处理模块、第二数据处理模块、第三数据处理模块和第四数据处理模块的输入端电性连接，所述第一数据处理模块、第二数据处理模块、第三数据处理模块和第四数据处理模块的输出端和中央处理器的输入端电性连接，所述中央处理器的输出端与显示模块和存储模块的输入端电性连接，所述中央处理器的输入端和无线信号收发模块的输出端电性连接。

对于上述的一种综合型地理信息数据处理系统，其通过数据输入模块的数量为3个，能够很好的避免数据输入模块中的一个损坏影响数据的输入，通过数据整合模块包括数据采集模块、数据分析模块和数据分类模块，数据采集模块的输出端和数据分析模块的输入端电性连接，数据分析模块的输出端和数据分类模块的输入端电性连接，能够很好的对数据进行分类，从而很好的方便对数据进行处理，但仍存在以下不足：对于数据的处理功能不够全面，地理信息数据的应用展示由于涉及地图绘制、数据处理、效果渲染等因素，随着信息技术的发展和地理信息数据社会化应用需求的增加，地理信息数据的应用逐渐多样化，其不能满足应用需求。

于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种综合型地理信息数据处理系统，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合型地理信息数据处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种综合型地理信息数据处理系统，包括数据信息采集系统，所述数据信息采集系统与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块与展示端电性连接；

所述数据处理模块包括DGPS处理（差分全球定位系统，Differential GlobalPosition System）、GPS/IMU解算（全球定位系统，Global Position System；惯性传感器，Inertial Measurement Unit）、航迹数据处理、像片外方位元素处理，所述展示端包括DLG展示（数字线划地图，Digital Line Graphic）、DOM展示（文档对象模型，Document ObjectModel）、DEM展示（数字高程模型，Digital Elevation Model）、DSM展示（数字地表模型，Digital Surface Model）；

所述数据信息采集系统采集的数据储存在储存卡中，所述数据处理模块通过读取储存卡中的数据向数据处理模块导入数据；

所述数据信息采集系统包括通道道路巡检、精细化巡检、全景720度巡检、航空测绘；

所述通道道路巡检包括根据导入和绘制的路径，定高或变高全自动飞行采集数据，实现沿通道路径的自动巡检；

所述精细化巡检包括根据第一次人工操作的飞行方案记录巡检拍照位置的各项参数，实现后续的同点起飞校正，实现后续的全自动巡检；

所述全景720巡检包括无人机当前点、任意定制点、任意定制线路、任意线路变高的720全景图拍摄，一次全自动路径拍摄可以实现全景点采集；

所述航空测绘包括矩形和任意多边形全自动航测，实现高密度保旁向重叠率的无人机自动化飞行方案。

进一步的，所述数据信息采集系统还包括数码航片获取、IMU数据获取、航飞GPS数据获取、基站GPS数据、点云数据获取，所述数码航片还进行外业调绘处理。

进一步的，所述数据处理模块还包括带坐标的点云数据处理、点云数据分类处理、点云分类结果处理。

进一步的，所述数据信息采集系统采用无人航拍机设备和机载激光雷达设备，无人航拍机设备采用DJI大疆公司的智能无人航拍机，数据信息采集系统可以与无人航拍机进行数据传输，无任何其他平台的依赖，拓展开发能力强，能够提供沿点、线、面进行巡检的全面解决方案；

DJI大疆精灵PHATOM4PRO测绘型无人机作为低空摄影测量主力设备，PHATOM4PRO相机配备1英寸2000万像素影像传感器，可拍摄4K/60fps视频，并以14张/秒的速度拍摄静态照片。垂直起飞方式，可以随时随地起飞；

采用基于全底层的诠巡地图GIS平台，采用大疆最新SDK，针对自动化飞行全面、全新设计的无人机智能作业系统，涵盖沿点、线、面等多项全面解决方案，全面诠释无人机诠自动智能化巡检；

激光雷达通过发射激光脉冲及精准的量测回波时间量测距离，再结合飞行器姿态信息、位置信息解算得到高精度的三维数据，主动式测量，受天气影响少，没有白天和黑夜的限制，可以直接获取地表三维信息和直接采集建筑轮廓与高程信息，模型定位精度高，可满足1：500测图要求，具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点，可以极大地降低成本，节约时间，提高整体作业效率。

进一步的，所述数据处理模块还包括图像校正、图像增强和图像融合以及遥感解译。

进一步的，所述通道道路巡检包括通道定高巡查和通道变高巡查，所述精细化巡检包括巡查学习和调用巡查学习，所述全景720度巡检包括指定点全景巡检和指定线路全景巡检。所述航空测绘包括正射影像矩形航测、倾斜摄影矩形航测、正射影像多边形航测、倾斜摄影多边形航测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有通道道路巡检功能，精细化巡检功能，全景720巡检功能，航空测绘功能，操作简单便捷，支持同点起飞的精细化巡检方案，平台安装环境要求低，支持大部分安卓移动终端，还支持矢量数据直接导入或与服务器交互的方式进行数据更新，通过数据采集与整治工作完成地理信息数据的入库工作，工作要内容为：建筑物外勘、地址清理、制作建筑物图形、关联地址库地址，实现便利化的智能应用，本系统还能提供遥感影像处理，基础数据处理和三维建模等全方位数据加工业务，为相关行业提供专业、高质的数据处理服务。

附图说明

图1为本发明系统结构组成图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种综合型地理信息数据处理系统，包括数据信息采集系统，对自然界的环境进行拍摄，所述数据信息采集系统包括通道道路巡检、精细化巡检、全景720度巡检、航空测绘；

通道道路巡检：根据导入和绘制路径，定高或变高全自动飞行采集数据，实现沿通道路径的自动巡检；

精细化巡检：软件自动根据第一次人工操作的飞行方案记录巡检拍照位置等各项参数，通过相应算法，实现后续的同点起飞校正，实现后续的全自动巡检，避免对熟练操控手的依赖；

全景720巡检：软件实现飞机当前点、任意定制点、任意定制线路、任意线路变高的720全景图拍摄，一次全自动路径拍摄可以实现全景点采集，可采集高达8个点左右的全景数据采集；

航空测绘：软件实现矩形和任意多边形全自动航测，为保证数据质量和旁向分辨率，采用前后倾斜和90度格网飞行结合的方式，实现高密度保旁向重叠率的无人机自动化飞行方案；

所述数据信息采集系统与数据处理模块电性连接，数据信息采集系统主要使用无人机航拍进行数据采集，数据储存在无人机的储存卡中，在处理数据时将储存卡与安装本系统的安卓移动终端进行电性连接，即可向本系统导入采集的数据；

数据处理模块包括DGPS处理、GPS/IMU解算、航迹数据处理、像片外方位元素处理，所述数据处理模块与展示端电性连接，展示端采用显示屏进行可视化展示，方便处理和查看数据，所述展示端包括DLG展示、DOM展示、DEM展示、DSM展示，最终形成可视化的数据。

具体实施时，所述数据信息采集系统还包括航飞设计和测区踏勘，所述航飞设计包括设备安装和调试，确保无人航拍机可以正常工作，所述测区踏勘包括GPS基站建立和测量以及校验场布设和测量，检校场布设是为了求出IMU与无人航拍机之间的偏心角以及线元素分量偏移值。

具体实施时，所述数据信息采集系统还包括数码航片获取、IMU数据获取、航飞GPS数据获取、基站GPS数据、点云数据获取，点云数据是指在一个三维坐标系统中的一组向量的集合，扫描资料以点的形式记录，每一个点包含有三维坐标，有些可能含有颜色信息或反射强度信息，所述数码航片还进行外业调绘处理，外业调绘可以弥补数码航片无法辨认的物体，进一步提高数码航片的精度。

具体实施时，所述数据处理模块还包括带坐标的点云数据处理、点云数据分类处理、点云分类结果处理，对点云数据进行精细化处理。

具体实施时，所述数据信息采集系统采用无人航拍机设备和机载激光雷达设备，无人航拍机拍摄范围大，方便获取地面图像，机载激光雷达为城市三维仿真建模提供数据；

无人航拍机详细信息：无人机低空摄影测量作为卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充，具有高效灵活、快速响应、低成本、操作简单等特点，主要用于基础地理数据的快速获取和处理，本系统将无人机低空摄影测量进行工程化、实用化开发，为制作正射影像、地面模型或基于影像的区域测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据，将大量的野外工作转入内业，既能减轻劳动强度，又能提高作业的效率和精度；

机载激光雷达采用多旋翼无人机搭载多种类型扫描仪，同时集成GPS、IMU和控制平台高精度组合导航系统，具有集成度高、测量精度高、测距远、重量小的特点。

具体实施时，所述数据处理模块还包括图像校正、图像增强和图像融合以及遥感解译，图像校正和图像增强可以对失真图像进行的复原性处理，确保图像规整、清晰，图像融合合成高质量的图像，以提高图像信息的利用率，遥感解译可以准确进行遥感地质解译。

具体实施时，所述通道道路巡检包括通道定高巡查和通道变高巡查，根据不同的地形使用不同的方法。

具体实施时，所述精细化巡检包括巡查学习和调用巡查学习，巡查学习由用户提供飞行方案，调用巡查学习可以直接使用巡查学习的成果，无需人工操作。

具体实施时，所述全景720度巡检包括指定点全景巡检和指定线路全景巡检，根据不同的地形使用不同的方法。

具体实施时，所述航空测绘包括正射影像矩形航测、倾斜摄影矩形航测、正射影像多边形航测、倾斜摄影多边形航测，方便获取更全面的地理信息。

具体的，使用时，进行航测准备，对无人航拍机进行飞前检查和功能测试，确保无人航拍机可以正常工作，并设计好飞行路线，接着在指定地区进行GPS基站建立和测量，确保GPS可以正常使用，对指定地区进行定位，检校场应选择在高大建筑物较少、地面控制点选刺方便、同时易于连接点自动匹配的区域，减少外界的干扰，航测准备完成后即可控制无人航拍机起飞，对地理数据进行采集；

接下来进行航飞测量，无人航拍机采集并生成数码航片，与GPS基站配合，提供IMU数据、无人航拍机GPS数据、基站GPS数据、点云数据，完成数据的采集和储存；

接着将数据导入并进行数据处理，使用DGPS处理无人航拍机GPS数据、基站GPS数据，GPS/IMU解算对DGPS数据和IMU数据进行处理，GPS/IMU解算生成航迹数据，航迹数据结合点云数据生成像片外方位元素，航迹数据和点云数据进行处理后生成带坐标的点云数据，接着对带坐标的点云数据进行分类并生成点云分类结果；

最后生成成果产品，数码航片结合外业调绘生成DLG和DOM，点云分类结果生成DEM和DSM。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种综合型地理信息数据处理系统，包括数据信息采集系统，其特征在于：所述数据信息采集系统与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块将数据信息采集系统采集处理后的数据成果通过展示端展示；

所述数据处理模块包括DGPS处理、GPS/IMU解算、航迹数据处理、像片外方位元素处理，所述展示端包括DLG展示、DOM展示、DEM展示、DSM展示；

所述数据信息采集系统采集的数据储存在储存卡中，所述数据处理模块通过读取储存卡中的数据向数据处理模块导入数据；

所述数据信息采集系统包括通道道路巡检、精细化巡检、全景720度巡检、航空测绘，所述通道道路巡检包括根据导入和绘制的路径，定高或变高全自动飞行采集数据，实现沿通道路径的自动巡检，所述精细化巡检包括根据第一次人工操作的飞行方案记录巡检拍照位置的各项参数，实现后续的同点起飞校正，实现后续的全自动巡检，所述全景720巡检包括无人机当前点、任意定制点、任意定制线路、任意线路变高的720全景图拍摄，一次全自动路径拍摄可以实现全景点采集，所述航空测绘包括矩形和任意多边形全自动航测，实现高密度保旁向重叠率的无人机自动化飞行方案。

2.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述数据信息采集系统还包括航飞设计和测区踏勘，所述航飞设计包括设备安装和调试，所述测区踏勘包括GPS基站建立和测量以及校验场布设和测量。

3.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述数据信息采集系统还包括数码航片获取、IMU数据获取、航飞GPS数据获取、基站GPS数据、点云数据获取，所述数码航片还进行外业调绘处理。

4.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述数据处理模块还包括带坐标的点云数据处理、点云数据分类处理、点云分类结果处理。

5.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述航空测绘包括正射影像矩形航测、倾斜摄影矩形航测、正射影像多边形航测、倾斜摄影多边形航测。

6.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述数据信息采集系统采用无人航拍机设备和机载激光雷达设备。

7.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述数据处理模块还包括图像校正、图像增强和图像融合以及遥感解译。

8.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述通道道路巡检包括通道定高巡查和通道变高巡查。

9.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述精细化巡检包括巡查学习和调用巡查学习。

10.根据权利要求1所述的一种综合型地理信息数据处理系统，其特征在于：所述全景720度巡检包括指定点全景巡检和指定线路全景巡检。

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