CN115077492A - 基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统 - Google Patents

基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统 Download PDF

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Abstract

基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，涉及地理信息技术领域，系统包括用于监测地理信息安全的电脑服务器、用于对接遥感测绘卫星的地形及正射影像数据及北斗定位GNSS信息接口、用于连接民用民航空管局的飞行报备信息数据接口、三维地理模型模拟生成模块和用于采集雷达站飞行器信息的实时飞行器监测数据接口。系统构架便捷，运行响应速度快，可高效的完成地理安全风险监测。三维地理信息安全监测的方法，采用YOLOv5软件进行图像对比的方式来分别对实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像，以及实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像进行对比，并分别指定交并比阈值，通过阈值能量化的对图像对比结果进行反馈。

Description

基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域，尤其是涉及基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统。
背景技术
地理信息是国家重要的基础性、战略性资源，直接关系到国家主权、安全和利益，承载着资源、环境、人口等经济建设和社会发展；地理信息也是现代军事斗争的重要组成部分，保障着军事活动和国防安全，在信息化战争中，军队的机动、展开和武器装备的使用，都离不开高质量的地理信息服务保障。看似遥不可及的地理信息实际上与我们的生活息息相关，出行看导航、跑步计轨迹、旅游拍照打卡……随着地理信息与互联网、车联网、物联网和大数据云计算的深度融合，手机定位、网络导航等地理信息服务功能给人们生活带来了便利。在我国地理信息产业已经进入高质量发展转型阶段的当下，维护地理信息安全问题不容忽视。
随着国内外形势不断紧张，地缘政治形势越来越敏感，因此对于国界线或者敏感区域的地理信息监测是必须的。
目前敏感地区的地理信息监测主要依靠遥感卫星的拍摄以及哨所的巡逻，由于遥感卫星拍摄的图像数据信息量巨大，而该信息主要用于农业、林业、海洋、国土、环保、气象等，如何利用卫星数据进行系统化、智能化的地理信息安全监测一直是国内外地理信息安全从业人员努力的方向。
发明内容
为了解决目前敏感地区的地理信息监测主要依靠遥感卫星的拍摄以及哨所的巡逻，由于遥感卫星拍摄的图像数据信息量巨大，而该信息主要用于农业、林业、海洋、国土、环保、气象等，如何利用卫星数据进行系统化、智能化的地理信息安全监测一直是国内外地理信息安全从业人员努力的方向的问题，本发明提供基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统。采用如下的技术方案：
基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，包括用于监测地理信息安全的电脑服务器、用于对接遥感测绘卫星的地形和正射影像数据及北斗定位GNSS信息接口、用于连接民用民航空管局的飞行报备信息数据接口、三维地理模型模拟生成模块和用于采集雷达站飞行器信息的实时飞行器监测数据接口，所述服务器设有基于遥测的三维地理模型数据库，所述地形和正射影像数据及北斗定位GNSS信息接口实时遥感测绘卫星指定区域的三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包，并传输给电脑服务器，所述飞行报备信息数据接口实时采集民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包，并传输给电脑服务器，所述三维地理模型模拟生成模块根据三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包生成对应GNSS坐标的实时三维地形模型及对应模型数据包，所述飞行器监测数据接口实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据，并实时传输给电脑服务器。
通过上述技术方案，地形数据及北斗定位GNSS信息接口可以实时采集遥感测绘卫星的三维地形和正射影像数据包及对应GNSS信息，对该数据包解析后通过相关软件可以进行三维图像的模拟，从而对比三维地理模型数据库中原始三维图像数据生成的三维图像的模拟，若对比偏差较大，则认为该区域的地形地貌发生了较大的变化，这样就存在地理安全风险，可指派工作人员对指定区域进行抵近测绘，从而处置或消除风险。
用民航空管局飞行报备信息数据接口可以采集在指定时间段报备的飞行航道及具体飞行器的信息，有了该信息就可以对比雷达站飞行器监测数据接口实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据，从而得出是否指定区域存在无报备的飞行器的危险信息，或者飞行器不按照报备航道航行对该空域的其它飞行器造成的安全风险。
可选的，基于图像对比软件的地理信息对比模块，所述地理信息对比模块与电脑服务器通信连接，用于对比对应GNSS坐标信息的实时三维地形模型数据包和三维地理模型数据库中的三维地理模型数据包，并将对比结果反馈给电脑服务器。
通过上述技术方案，基于图像对比软件的地理信息对比模块，一般是指YOLOv5软件，可以实现高效的图像对比，并通过交并阈值的方式来量化的显示对比结果。
可选的，还有基于图像对比软件的飞行轨迹安全对比模块，所述飞行轨迹对比模块与电脑服务器通信连接，用于根据民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包生成报备飞行轨迹和根据指定区域的实时飞行器航迹数据生成实际飞行轨迹，对报备飞行轨迹和实际飞行轨迹进行对比，并将对比结果传输给电脑服务器。
通过上述技术方案，基于图像对比软件的飞行轨迹安全对比模块，一般是指YOLOv5软件，可以实现高效的图像对比，并通过交并阈值的方式来量化的显示对比结果。
可选的，还有显示模块，所述显示模块与电脑服务器通信连接，用于显示三维地理模型模拟生成模块生成的对应GNSS坐标的实时三维地形模型图像信息、对应GNSS坐标的三维地理模型数据库中的三维地理模型图像信息、三维地理模型图像对比结果信息、报备飞行轨迹图像信息、实际飞行轨迹图像信息和飞行轨迹对比结果信息。
通过上述技术方案，显示模块一般指大型的液晶显示屏，可以将整个的图形、数据及对比结果进行不同标色的显示，可将整个监测系统的各种数据或图像进行整体展示。
可选的，还有声光报警器，所述显示模块与电脑服务器通信连接，电脑服务器控制声光报警器的开关。
通过上述技术方案，当监测系统监测到安全风险时，进行声光报警，提醒工作人员及时介入处置，避免风险的持续。
一种采用基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统进行三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1，三维地理信息安全监测，电脑服务器通过地形数据及北斗定位GNSS信息接口采集遥感卫星实时的三维地形数据包及对应GNSS信息，并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建实时三维地形模型图像；
步骤2，电脑服务器通过三维地理模型数据库读取指定区域的三维地理模型数据包，并将并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建原有三维地形模型图像；
步骤3，分别将步骤1和步骤2中生成的指定区域的实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像导入地理信息对比模块，具体是YOLOv5软件中进行图像对比，设定交并比阈值ioutopography，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioutopography时，电脑服务器控制显示模块的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器开启声光报警；若iou≥ioutopography，则继续重复步骤1-步骤2直至完成所有区域三维地理信息安全监测；
步骤4，基于飞行轨迹的信息安全监测，同时电脑服务器通过飞行器监测数据接口实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包，并根据该飞行器航迹数据包通过variflight软件生成实时飞行航迹图像，电脑服务器通过民用民航空管局飞行报备信息数据接口采集民用民航空管局报备的对应上述飞行器航迹时间段的指定航道信息数据包，并将该航道信息数据包输入到variflight软件生成报备飞行航迹图像；
步骤5，将步骤4中的实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像导入飞行轨迹安全对比模块中，具体是YOLOv5软件进行图像对比，设定交并比阈值ioucontrail，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioucontrail时，电脑服务器控制显示模块的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器开启声光报警；若iou≥ioucontrail，则继续重复步骤4-步骤5直至完成所有区域基于飞行轨迹的信息安全监测；
通过上述技术方案，主要采用YOLOv5软件进行图像对比的方式来分别对实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像，以及实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像进行对比，并分别指定交并比阈值，通过阈值能量化的对图像对比结果进行反馈，当三维地形模型图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定有大的未知地形变化信息，存在三维地形安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置；同理飞行航迹图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定指定空域有大的未知飞行安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置。
可选的，所述步骤4中，若无该时段的报备的航道信息数据包，则电脑服务器控制显示模块的飞行轨迹对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器开启声光报警。
通过上述技术方案，当指定空域无报备的航道信息数据包时，则说明同时电脑服务器通过飞行器监测数据接口实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包对应的飞行器涉嫌违规或者违法飞行，这时，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置。
可选的，所述ioutopography＝0.95。
通过上述技术方案，0.95的交并比的设置，能够有效的过滤掉自然的地形地貌微小变化，对于较大的变化才进行报警，使整个系统安全高效。
可选的，所述ioucontrail＝0.9。
通过上述技术方案，0.9的交并比的设置，能够有效的过滤航迹的微小偏差，对于较大的偏差才进行报警，使整个系统安全高效。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.本发明提供基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，系统构架便捷，运行响应速度快，可高效的完成地理安全风险监测，当监测出现风险时可高效的进行处置，尽早的消除风险，具有很好的应用前景。
2.本发明提供三维地理信息安全监测的方法，主要采用YOLOv5软件进行图像对比的方式来分别对实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像，以及实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像进行对比，并分别指定交并比阈值，通过阈值能量化的对图像对比结果进行反馈，当三维地形模型图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定有大的未知地形变化信息，存在三维地形安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置；同理飞行航迹图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定指定空域有大的未知飞行安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是本发明基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统的功能框架图；
图2是本发明一种三维地理信息安全监测的方法中实施例1的实时三维地形模型图像软件模拟示意图；
图3是本发明一种三维地理信息安全监测的方法中实施例1的原有三维地形模型图像软件模拟示意图；
图4是本发明一种三维地理信息安全监测的方法中实施例1的实时飞行航迹图像软件模拟示意图；
图5是本发明一种三维地理信息安全监测的方法中实施例1的报备飞行航迹图像软件模拟示意图；
附图标记说明：1、电脑服务器；2、地形数据及北斗定位GNSS信息接口；3、飞行报备信息数据接口；4、三维地理模型模拟生成模块；5、实时飞行器监测数据接口；6、地理信息对比模块；7、飞行轨迹安全对比模块；8、显示模块；9、声光报警器。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
参照图1-图5，基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，包括用于监测地理信息安全的电脑服务器1、用于对接遥感测绘卫星的地形和正射影像数据及北斗定位GNSS信息接口2、用于连接民用民航空管局的飞行报备信息数据接口3、三维地理模型模拟生成模块4和用于采集雷达站飞行器信息的实时飞行器监测数据接口5，服务器1设有基于遥测的三维地理模型数据库11，地形数据及北斗定位GNSS信息接口2实时遥感测绘卫星指定区域的三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包，并传输给电脑服务器1，飞行报备信息数据接口3实时采集民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包，并传输给电脑服务器1，三维地理模型模拟生成模块4根据三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包生成对应GNSS坐标的实时三维地形模型及对应模型数据包，飞行器监测数据接口5实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据，并实时传输给电脑服务器1。
地形数据及北斗定位GNSS信息接口2可以实时采集遥感测绘卫星的三维地形和正射影像数据包及对应GNSS信息，对该数据包解析后通过相关软件可以进行三维图像的模拟，从而对比三维地理模型数据库11中原始三维图像数据生成的三维图像的模拟，若对比偏差较大，则认为该区域的地形地貌发生了较大的变化，这样就存在地理安全风险，可指派工作人员对指定区域进行抵近测绘，从而处置或消除风险。
用民航空管局飞行报备信息数据接口3可以采集在指定时间段报备的飞行航道及具体飞行器的信息，有了该信息就可以对比雷达站飞行器监测数据接口5实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据，从而得出是否指定区域存在无报备的飞行器的危险信息，或者飞行器不按照报备航道航行对该空域的其它飞行器造成的安全风险。
基于图像对比软件的地理信息对比模块6，地理信息对比模块6与电脑服务器1通信连接，用于对比对应GNSS坐标信息的实时三维地形模型数据包和三维地理模型数据库11中的三维地理模型数据包，并将对比结果反馈给电脑服务器1。
基于图像对比软件的地理信息对比模块6，一般是指YOLOv5软件，可以实现高效的图像对比，并通过交并阈值的方式来量化的显示对比结果。
还有基于图像对比软件的飞行轨迹安全对比模块7，飞行轨迹对比模块7与电脑服务器1通信连接，用于根据民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包生成报备飞行轨迹和根据指定区域的实时飞行器航迹数据生成实际飞行轨迹，对报备飞行轨迹和实际飞行轨迹进行对比，并将对比结果传输给电脑服务器1。
基于图像对比软件的飞行轨迹安全对比模块7，一般是指YOLOv5软件，可以实现高效的图像对比，并通过交并阈值的方式来量化的显示对比结果。
还有显示模块8，显示模块8与电脑服务器1通信连接，用于显示三维地理模型模拟生成模块4生成的对应GNSS坐标的实时三维地形模型图像信息、对应GNSS坐标的三维地理模型数据库11中的三维地理模型图像信息、三维地理模型图像对比结果信息、报备飞行轨迹图像信息、实际飞行轨迹图像信息和飞行轨迹对比结果信息。
显示模块8一般指大型的液晶显示屏，可以将整个的图形、数据及对比结果进行不同标色的显示，可将整个监测系统的各种数据或图像进行整体展示。
还有声光报警器9，显示模块9与电脑服务器1通信连接，电脑服务器1控制声光报警器9的开关。
当监测系统监测到安全风险时，进行声光报警，提醒工作人员及时介入处置，避免风险的持续。
一种采用基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统进行三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1，三维地理信息安全监测，电脑服务器1通过地形数据及北斗定位GNSS信息接口2采集遥感卫星实时的三维地形数据包及对应GNSS信息，并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建实时三维地形模型图像；
步骤2，电脑服务器1通过三维地理模型数据库11读取指定区域的三维地理模型数据包，并将并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建原有三维地形模型图像；
步骤3，分别将步骤1和步骤2中生成的指定区域的实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像导入地理信息对比模块6，具体是YOLOv5软件中进行图像对比，设定交并比阈值ioutopography，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioutopography时，电脑服务器1控制显示模块8的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器9开启声光报警；若iou≥ioutopography，则继续重复步骤1-步骤2直至完成所有区域三维地理信息安全监测；
步骤4，基于飞行轨迹的信息安全监测，同时电脑服务器1通过飞行器监测数据接口5实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包，并根据该飞行器航迹数据包通过variflight软件生成实时飞行航迹图像，电脑服务器1通过民用民航空管局飞行报备信息数据接口3采集民用民航空管局报备的对应上述飞行器航迹时间段的指定航道信息数据包，并将该航道信息数据包输入到variflight软件生成报备飞行航迹图像；
步骤5，将步骤4中的实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像导入飞行轨迹安全对比模块7中，具体是YOLOv5软件进行图像对比，设定交并比阈值ioucontrail，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioucontrail时，电脑服务器1控制显示模块8的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器9开启声光报警；若iou≥ioucontrail，则继续重复步骤4-步骤5直至完成所有区域基于飞行轨迹的信息安全监测；
主要采用YOLOv5软件进行图像对比的方式来分别对实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像，以及实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像进行对比，并分别指定交并比阈值，通过阈值能量化的对图像对比结果进行反馈，当三维地形模型图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定有大的未知地形变化信息，存在三维地形安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置；同理飞行航迹图像交并比值过小，意味着两个对比项的相似度不够，则判定指定空域有大的未知飞行安全风险，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置。
步骤4中，若无该时段的报备的航道信息数据包，则电脑服务器1控制显示模块8的飞行轨迹对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器9开启声光报警。
当指定空域无报备的航道信息数据包时，则说明同时电脑服务器1通过飞行器监测数据接口5实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包对应的飞行器涉嫌违规或者违法飞行，这时，则分别进行声光报警，同时进行显示警示，提醒工作人员精准介入处置。
ioutopography＝0.95。
0.95的交并比的设置，能够有效的过滤掉自然的地形地貌微小变化，对于较大的变化才进行报警，使整个系统安全高效。
ioucontrail＝0.9。
0.9的交并比的设置，能够有效的过滤航迹的微小偏差，对于较大的偏差才进行报警，使整个系统安全高效。
本发明实施例1：
三维地理信息安全监测，电脑服务器1通过地形数据及北斗定位GNSS信息接口2采集遥感卫星实时的三维地形数据包及对应GNSS信息，并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建实时三维地形模型图像，参照图2；
步骤2，电脑服务器1通过三维地理模型数据库11读取指定区域的三维地理模型数据包，并将并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建原有三维地形模型图像，参照图3；
步骤3，分别将步骤1和步骤2中生成的指定区域的实时三维地形模型图像图2和原有三维地形模型图像图3导入YOLOv5软件中进行图像对比，设定交并比阈值ioutopography＝0.95，YOLOv5软件中图像完成对比后得到交并比iou＝0.86＜ioutopography，电脑服务器1控制显示模块8的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器9开启声光报警，此时通过图3的标示框内可看到，标示框内的地形地貌发生了较大的改变，工作人员应当抵近勘测该处地理情况，以判断是否发生较大地质灾害还是别的异常情况；
步骤4，基于飞行轨迹的信息安全监测，同时电脑服务器1通过飞行器监测数据接口5实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包，并根据该飞行器航迹数据包通过variflight软件生成实时飞行航迹图像参照图4，电脑服务器1通过民用民航空管局飞行报备信息数据接口3采集民用民航空管局报备的对应上述飞行器航迹时间段的指定航道信息数据包，并将该航道信息数据包输入到variflight软件生成报备飞行航迹图像参照图5；
步骤5，将步骤4中的实时飞行航迹图像图4和报备飞行航迹图像图5导入YOLOv5软件进行图像对比，设定交并比阈值ioucontrail＝0.9，YOLOv5软件中图像完成对比后得到交并比iou＝0.98＞ioucontrail，因此判定在相关地理位置区域内无飞行安全风险存在，则继续重复步骤4-步骤5直至完成所有区域基于飞行轨迹的信息安全监测。
以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，其特征在于：包括用于监测地理信息安全的电脑服务器(1)、用于对接遥感测绘卫星的地形和正射影像数据及北斗定位GNSS信息接口(2)、用于连接民用民航空管局的飞行报备信息数据接口(3)、三维地理模型模拟生成模块(4)和用于采集雷达站飞行器信息的实时飞行器监测数据接口(5)，所述服务器(1)设有基于遥测的三维地理模型数据库(11)，所述地形数据及北斗定位GNSS信息接口(2)实时遥感测绘卫星指定区域的三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包，并传输给电脑服务器(1)，所述飞行报备信息数据接口(3)实时采集民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包，并传输给电脑服务器(1)，所述三维地理模型模拟生成模块(4)根据三维地理信息数据包及对应的GNSS坐标信息数据包生成对应GNSS坐标的实时三维地形模型及对应模型数据包，所述飞行器监测数据接口(5)实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据，并实时传输给电脑服务器(1)。
2.根据权利要求1所述的基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，其特征在于：基于图像对比软件的地理信息对比模块(6)，所述地理信息对比模块(6)与电脑服务器(1)通信连接，用于对比对应GNSS坐标信息的实时三维地形模型数据包和三维地理模型数据库(11)中的三维地理模型数据包，并将对比结果反馈给电脑服务器(1)。
3.根据权利要求1所述的基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，其特征在于：还有基于图像对比软件的飞行轨迹安全对比模块(7)，所述飞行轨迹对比模块(7)与电脑服务器(1)通信连接，用于根据民用民航空管局报备的指定时间及指定航道信息数据包生成报备飞行轨迹和根据指定区域的实时飞行器航迹数据生成实际飞行轨迹，对报备飞行轨迹和实际飞行轨迹进行对比，并将对比结果传输给电脑服务器(1)。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，其特征在于：还有显示模块(8)，所述显示模块(8)与电脑服务器(1)通信连接，用于显示三维地理模型模拟生成模块(4)生成的对应GNSS坐标的实时三维地形模型图像信息、对应GNSS坐标的三维地理模型数据库(11)中的三维地理模型图像信息、三维地理模型图像对比结果信息、报备飞行轨迹图像信息、实际飞行轨迹图像信息和飞行轨迹对比结果信息。
5.根据权利要求1-4任一所述的基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统，其特征在于：还有声光报警器(9)，所述显示模块(9)与电脑服务器(1)通信连接，电脑服务器(1)控制声光报警器(9)的开关。
6.一种采用权利要求1-5任一所述基于北斗定位的三维地理信息安全监测系统进行三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤1，三维地理信息安全监测，电脑服务器(1)通过地形数据及北斗定位GNSS信息接口(2)采集遥感卫星实时的三维地形数据包及对应GNSS信息，并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建实时三维地形模型图像；
步骤2，电脑服务器(1)通过三维地理模型数据库(11)读取指定区域的三维地理模型数据包，并将并将该数据信息包处理后导入Infraworks软件，并结合Rhino软件创建原有三维地形模型图像；
步骤3，分别将步骤1和步骤2中生成的指定区域的实时三维地形模型图像和原有三维地形模型图像导入地理信息对比模块(6)，具体是YOLOv5软件中进行图像对比，设定交并比阈值ioutopography，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioutopography时，电脑服务器(1)控制显示模块(8)的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器(9)开启声光报警；若iou≥ioutopography，则继续重复步骤1-步骤2直至完成所有区域三维地理信息安全监测；
步骤4，基于飞行轨迹的信息安全监测，同时电脑服务器(1)通过飞行器监测数据接口(5)实时采集雷达站指定区域的实时飞行器航迹数据包，并根据该飞行器航迹数据包通过variflight软件生成实时飞行航迹图像，电脑服务器(1)通过民用民航空管局飞行报备信息数据接口(3)采集民用民航空管局报备的对应上述飞行器航迹时间段的指定航道信息数据包，并将该航道信息数据包输入到variflight软件生成报备飞行航迹图像；
步骤5，将步骤4中的实时飞行航迹图像和报备飞行航迹图像导入飞行轨迹安全对比模块(7)中，具体是YOLOv5软件进行图像对比，设定交并比阈值ioucontrail，当YOLOv5软件中图像对比交并比iou＜ioucontrail时，电脑服务器(1)控制显示模块(8)的三维地理模型图像对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器(9)开启声光报警；若iou≥ioucontrail，则继续重复步骤4-步骤5直至完成所有区域基于飞行轨迹的信息安全监测。
7.根据权利要求6所述的三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：所述步骤4中，若无该时段的报备的航道信息数据包，则电脑服务器(1)控制显示模块(8)的飞行轨迹对比结果信息显示区域进行标红闪烁警示，同时控制声光报警器(9)开启声光报警。
8.根据权利要求6所述的三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：所述ioutopography＝0.95。
9.根据权利要求7所述的三维地理信息安全监测的方法，其特征在于：所述ioucontrail＝0.9。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101551458A (zh) * 2009-05-22 2009-10-07 中国科学院上海技术物理研究所 激光测距定位快速探测森林火灾系统
US20160103936A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Autodesk, Inc. Rule based three-dimensional (3d) intersection model
CN107504957A (zh) * 2017-07-12 2017-12-22 天津大学 利用无人机多视角摄像快速进行三维地形模型构建的方法
US20180108175A1 (en) * 2015-09-28 2018-04-19 Dongguan Frontier Technology Institute Three-dimensional topographic mapping system and mapping method
US20180253984A1 (en) * 2017-03-02 2018-09-06 Airbus Operations Sas Terrain avoidance device and method for an aircraft
CN111006643A (zh) * 2019-11-25 2020-04-14 西安戴森电子技术有限公司 一种无人机遥感信息监测方法
CN111426302A (zh) * 2020-04-14 2020-07-17 西安航空职业技术学院 一种无人机高精度倾斜摄影测量系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101551458A (zh) * 2009-05-22 2009-10-07 中国科学院上海技术物理研究所 激光测距定位快速探测森林火灾系统
US20160103936A1 (en) * 2014-10-10 2016-04-14 Autodesk, Inc. Rule based three-dimensional (3d) intersection model
US20180108175A1 (en) * 2015-09-28 2018-04-19 Dongguan Frontier Technology Institute Three-dimensional topographic mapping system and mapping method
US20180253984A1 (en) * 2017-03-02 2018-09-06 Airbus Operations Sas Terrain avoidance device and method for an aircraft
CN107504957A (zh) * 2017-07-12 2017-12-22 天津大学 利用无人机多视角摄像快速进行三维地形模型构建的方法
CN111006643A (zh) * 2019-11-25 2020-04-14 西安戴森电子技术有限公司 一种无人机遥感信息监测方法
CN111426302A (zh) * 2020-04-14 2020-07-17 西安航空职业技术学院 一种无人机高精度倾斜摄影测量系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
崔艳华;李红光;丁文锐;: "无人机侦察图像与三维地形实时融合显示系统", 计算机测量与控制 *

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