CN114494620A - 基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统 - Google Patents

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CN114494620A CN202210015807.7A CN202210015807A CN114494620A CN 114494620 A CN114494620 A CN 114494620A CN 202210015807 A CN202210015807 A CN 202210015807A CN 114494620 A CN114494620 A CN 114494620A
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刘娜
黎立
姜敏
唐秀华
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Chongqing Institute Of Geology And Mineral Resources Surveying And Mapping Co ltd
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Abstract

本发明涉及数据管理系统技术领域，具体涉及一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，包括三维建模模块、数据采集模块、模拟运行模块和预警模块；三维建模模块用于构建待测区域的三维地理模型；数据采集模块用于采集待测区域的环境数据初始值；模拟运行模块用于将环境数据初始值映射在三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到环境数据变化值；预警模块用于当环境数据变化值达到预警阈值时发出警报信息，从而使得工作人员能够提前获知环境数据可能发生的变化，提前采取应对手段，避免自然环境受损。

Description

基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统
技术领域
本发明涉及数据管理系统技术领域，尤其涉及一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统。
背景技术
物联网是通过射频识别、红外传感器、全球定位系统等信息传感设备，按照约定的协议把检测到的信息进行交换和通信，以实现智能化的识别、监控、定位和管理等功能，目前物联网在地理环境中的应用还处于初级阶段，主要用于温度、湿度等自然环境的监测，由于环境数据的过度变化会对地理环境造成极大的影响，而现有的系统仅仅具有监测的功能，只能在环境数据已经发生变化后进行报警，而无法提前预测，从而无法提前采取应对手段，仍然会造成地理环境受侵害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，能够将环境数据映射在三维地理模型上进行仿真模拟运行，提前预测环境数据的变化并发出警报信息。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，包括三维建模模块、数据采集模块、模拟运行模块和预警模块；所述三维建模模块、所述数据采集模块、所述模拟运行模块和所述预警模块；
所述三维建模模块用于构建待测区域的三维地理模型；
所述数据采集模块用于采集待测区域的环境数据初始值；
所述模拟运行模块用于将所述环境数据初始值映射在所述三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到环境数据变化值；
所述预警模块用于当所述环境数据变化值达到预警阈值时发出警报信息。
其中，所述三维建模模块包括图像获取单元和建模单元；所述建模单元和所述图像获取单元连接；
所述图像获取单元用于获取待测区域地理图像；
所述建模单元用于基于所述图像获取单元获取的待测区域地理图像，构建三维地理模型。
其中，所述三维建模模块还包括存储单元；所述存储单元和所述建模单元连接；
所述存储单元用于将所述三维地理模型储存到云端。
其中，所述图像获取单元包括激光扫描子单元和倾斜摄影子单元；所述倾斜摄影子单元和所述激光扫描子单元连接；
所述激光扫描子单元用于采用激光扫描技术获取待测区域的激光扫描图像；
所述倾斜摄影子单元用于采用倾斜摄影技术获取待测区域的倾斜摄影图像。
其中，所述数据采集模块包括温度采集单元和湿度采集单元；所述温度采集单元和所述湿度采集单元连接；
所述温度采集单元用于采集待测区域的温度数据；
所述湿度采集单元用于采集待测区域的湿度数据。
其中，所述数据采集模块还包括光照采集单元，所述光照采集单元和所述湿度采集单元连接；
所述光照采集单元用于采集待测区域的光照数据。
其中，所述数据采集模块还包括气压采集单元，所述气压采集单元和所述光照采集单元连接；
所述气压采集单元用于采集待测区域的气压数据。
本发明的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，利用所述三维建模模块用于构建待测区域的三维地理模型，通过倾斜摄影技术和激光扫描技术实地取景收集尺寸，优化模型，数据采集完成后，利用SolidWorks软件建立三维模型，并进行机械装配，将建立好的模型采用模型渲染软件3ds Max的多专业协同开发方法，然后对导入的模型进行减面处理以降低模型复杂度，并为模型材质渲染贴图，构建精准虚拟镜像的三维地理模型；利用所述数据采集模块采集待测区域的温度、湿度、光照情况、气压等环境数据初始值，所述模拟运行模块将所述环境数据初始值映射在所述三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到每个时间点的所述环境数据变化值，当所述环境数据变化值达到预警阈值时所述预警模块发出警报信息，预警信息内包含变化所需时间、地理位置、所述环境数据初始值和所述环境数据变化值，从而使得工作人员能够提前获知环境数据可能发生的变化，提前采取应对手段，避免自然环境受损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统的结构示意图。
图2是本发明的图像获取单元的结构示意图。
图3是本发明的建模单元的结构示意图。
1-三维建模模块、2-数据采集模块、3-模拟运行模块、4-预警模块、11-图像获取单元、12-建模单元、13-存储单元、21-温度采集单元、22-湿度采集单元、23-光照采集单元、24-气压采集单元、111-激光扫描子单元、112-倾斜摄影子单元、121-三维建模子单元、122-融合子单元、123-轻量化子单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1～图3，本发明提供一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统：包括三维建模模块1、数据采集模块2、模拟运行模块3和预警模块4；所述三维建模模块1、所述数据采集模块2、所述模拟运行模块3和所述预警模块4；
所述三维建模模块1用于构建待测区域的三维地理模型；
所述数据采集模块2用于采集待测区域的环境数据初始值；
所述模拟运行模块3用于将所述环境数据初始值映射在所述三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到环境数据变化值；
所述预警模块4用于当所述环境数据变化值达到预警阈值时发出警报信息。
在本实施方式中，利用所述三维建模模块1用于构建待测区域的三维地理模型，通过倾斜摄影技术和激光扫描技术实地取景收集尺寸，优化模型，数据采集完成后，利用SolidWorks软件建立三维模型，并进行机械装配，将建立好的模型采用模型渲染软件3dsMax的多专业协同开发方法，然后对导入的模型进行减面处理以降低模型复杂度，并为模型材质渲染贴图，构建精准虚拟镜像的三维地理模型；利用所述数据采集模块2采集待测区域的温度、湿度、光照情况、气压等环境数据初始值，所述模拟运行模块3将所述环境数据初始值映射在所述三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到每个时间点的所述环境数据变化值，当所述环境数据变化值达到预警阈值时所述预警模块4发出警报信息，预警信息内包含变化所需时间、地理位置、所述环境数据初始值和所述环境数据变化值，从而使得工作人员能够提前获知环境数据可能发生的变化，提前采取应对手段，避免自然环境受损。
进一步的，所述三维建模模块1包括图像获取单元11和建模单元12；所述建模单元12和所述图像获取单元11连接；
所述图像获取单元11用于获取待测区域地理图像；
所述建模单元12用于基于所述图像获取单元11获取的待测区域地理图像，构建三维地理模型。
在本实施方式中，所述图像获取单元11通过倾斜摄影技术和激光扫描技术实地取景收集尺寸，获取待测区域地理图像；所述建模单元12基于所述图像获取单元11获取的待测区域地理图像，利用SolidWorks软件建立三维模型，并进行机械装配，将建立好的模型采用模型渲染软件3ds Max的多专业协同开发方法，然后对导入的模型进行减面处理以降低模型复杂度，并为模型材质渲染贴图，构建精准虚拟镜像的三维地理模型。
进一步的，所述三维建模模块1还包括存储单元13；所述存储单元13和所述建模单元12连接；
所述存储单元13用于将所述三维地理模型储存到云端。
在本实施方式中，利用所述存储单元13将所述三维地理模型储存到云端，便于后续查看和调用。
进一步的，所述图像获取单元11包括激光扫描子单元111和倾斜摄影子单元112；所述倾斜摄影子单元112和所述激光扫描子单元111连接；
所述激光扫描子单元111用于采用激光扫描技术获取待测区域的激光扫描图像；
所述倾斜摄影子单元112用于采用倾斜摄影技术获取待测区域的倾斜摄影图像。
在本实施方式中，利用所述倾斜摄影子单元112获取待测区域的倾斜图像，可通过采用无人机搭载多台摄影机进行拍摄获取待测区域的倾斜摄影图像；利用所述激光扫描子单元111向目标区域发射多束激光，获取待测区域的激光扫描图像。
进一步的，所述建模单元12包括三维建模子单元121和融合子单元122；所述融合子单元122和所述三维建模子单元121连接；
所述三维建模子单元121用于基于所述倾斜摄影图像，利用三维技术构建三维粗模型；
所述融合子单元122用于将所述激光扫描图像融合至所述三维粗模型上，得到三维地理模型。
在本实施方式中，所述三维建模子单元121基于所述倾斜摄影图像，利用三维技术构建三维粗模型，所述融合子单元122将每个激光落点位置的所述激光扫描图像映射至所述三维粗模型上，而后使所述三维粗模型与所述激光扫描图像相重叠，所述三维粗模型和所述激光扫描图像重叠后会出现交错覆盖的情况，随后对重叠图像进行踏平操作，降低重叠度，使图像保持清晰，从而得到待测区域完整三维地理模型；虽然倾斜摄影的图像在有遮挡区域会出现明显的扭曲变形，但是通过激光扫描的图像可以修补缺失的图像，利用激光扫描辅助倾斜摄影的方法可以明显的提高模型的精细度和完整度。
进一步的，所述建模单元12还包括轻量化子单元123；所述轻量化子单元123和所述融合子单元122连接；
所述轻量化子单元123用于对所述三维地理模型进行轻量化处理。
在本实施方式中，利用所述轻量化子单元123对所述三维地理模型进行轻量化处理，先对原始模型进行基础优化处理，删除原始模型中的重复顶点、修复模型的接缝、去掉重叠部分模型，而后再进行网格规格化处理，通过网格拓扑算法构建均匀平滑网格，得到前置优化网格模型，对前置优化网格模型进行减面处理，生成减面网格模型，对减面网格模型进行展UV处理，将模型元素与贴图拆分元素，得到无贴图模型和UV纹理图集，对UV纹理图集进行烘焙处理，将减面网格模型和UV纹理图集合并，经编码压缩后得到轻量化处理后的三维地理模型，能够降低仿真模拟运行时设备的工作负担。
进一步的，所述数据采集模块2包括温度采集单元21和湿度采集单元22；所述温度采集单元21和所述湿度采集单元22连接；
所述温度采集单元21用于采集待测区域的温度数据；
所述湿度采集单元22用于采集待测区域的湿度数据。
在本实施方式中，利用所述温度采集单元21采集待测区域的温度数据，通过在待测区域布设多个温度传感器进行采集，并记录下每个温度传感器的地理位置；利用所述湿度采集单元22采集待测区域的湿度数据，通过在待测区域布设多个湿度传感器进行采集，并记录下每个湿度传感器的地理位置。
进一步的，所述数据采集模块2还包括光照采集单元23，所述光照采集单元23和所述湿度采集单元22连接；
所述光照采集单元23用于采集待测区域的光照数据。
在本实施方式中，利用所述光照采集单元23采集待测区域的光照数据，通过在待测区域布设多个光照传感器进行采集，并记录下每个光照传感器的地理位置。
进一步的，所述数据采集模块2还包括气压采集单元24，所述气压采集单元24和所述光照采集单元23连接；
所述气压采集单元24用于采集待测区域的气压数据。
在本实施方式中，利用所述气压采集单元24采集待测区域的气压数据，通过在待测区域布设多个气压传感器进行采集，并记录下每个气压传感器的地理位置。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
包括三维建模模块、数据采集模块、模拟运行模块和预警模块；所述三维建模模块、所述数据采集模块、所述模拟运行模块和所述预警模块；
所述三维建模模块用于构建待测区域的三维地理模型；
所述数据采集模块用于采集待测区域的环境数据初始值；
所述模拟运行模块用于将所述环境数据初始值映射在所述三维地理模型上进行仿真模拟运行，得到环境数据变化值；
所述预警模块用于当所述环境数据变化值达到预警阈值时发出警报信息。
2.如权利要求1所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述三维建模模块包括图像获取单元和建模单元；所述建模单元和所述图像获取单元连接；
所述图像获取单元用于获取待测区域地理图像；
所述建模单元用于基于所述图像获取单元获取的待测区域地理图像，构建三维地理模型。
3.如权利要求2所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述三维建模模块还包括存储单元；所述存储单元和所述建模单元连接；
所述存储单元用于将所述三维地理模型储存到云端。
4.如权利要求3所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述图像获取单元包括激光扫描子单元和倾斜摄影子单元；所述倾斜摄影子单元和所述激光扫描子单元连接；
所述激光扫描子单元用于采用激光扫描技术获取待测区域的激光扫描图像；
所述倾斜摄影子单元用于采用倾斜摄影技术获取待测区域的倾斜摄影图像。
5.如权利要求4所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述数据采集模块包括温度采集单元和湿度采集单元；所述温度采集单元和所述湿度采集单元连接；
所述温度采集单元用于采集待测区域的温度数据；
所述湿度采集单元用于采集待测区域的湿度数据。
6.如权利要求5所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述数据采集模块还包括光照采集单元，所述光照采集单元和所述湿度采集单元连接；
所述光照采集单元用于采集待测区域的光照数据。
7.如权利要求6所述的一种基于三维地理信息的多类型物联传感数据融合管理系统，其特征在于，
所述数据采集模块还包括气压采集单元，所述气压采集单元和所述光照采集单元连接；
所述气压采集单元用于采集待测区域的气压数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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