CN116132486B - 一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，涉及物联网技术领域，包括数据采集设备、坐标定位模块、参数设置模块、区域划分模块、坐标匹配模块、数据划分模块、定向传输模块、地面基站、数据获取模块和数据传输模块。该发明通过坐标定位模块对数据采集设备采集到的数据进行处理以获得中心点坐标，再结合坐标匹配模块和数据划分模块为采集所得数据匹配对应基站点作为存储地址，使得数据能够按照一定规则分储在各个基站点的数据库内，以便用户获取数据时直接调用，提升数据调取的反应速度，且不再需要数据中转，缩短了数据传输途径，提高了数据传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体为一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统。
背景技术
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
“天空地”一体化技术是基于物联网的一种综合运用卫星遥感监测、航空遥感监测和地面站点监测等环境监测手段，能更为全面地反映生态系统现状及发展趋势，为生态环境保护、自然资源管理、土地利用规划等提供科学依据；天空地一体化遥感监测体系主要包括三大模块：卫星遥感监测、无人机遥感监测以及地面监测。
“天”指利用卫星遥感对区域生态系统进行宏观全局的监测；“空”主要指利用无人机遥感技术对重点区域进行中小尺度的生态监测与评估；“地”是指利用地面观测技术和样方调查，对既定区域内气象、水文、植被等方面进行精准监测，也包括地面调查与采样；在现有技术中，“天”、“空”、“地”采集到的数据一般是通过遥感云计算技术实现大尺度遥感数据的处理和分析，该技术极大的缩短了图像处理时间，提高了工作效率，增强了遥感监测的时效性。数据识别作为遥感云计算技术的核心之一，直接关系着遥感数据的处理速度和结果准确性，但目前的数据获取系统依然存在以下不足：
现有数据获取系统的工作模式一般是地面基站接受用户发送的数据获取请求后，对云端数据中心的数据进行调取，再将用户所需数据反馈给用户，但由于云端数据中心的数据量庞大，导致数据调取反应速度慢，且用户获取云端数据需通过地面基站作为中转，并不能直接获取云端信息，间接延长了数据传输途径，影响数据传输效率，不利于提升数据获取工作效率。
因此，急需对此缺点进行改进，本发明则是针对现有的结构及不足予以研究改良，提供有一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，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：一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，包括：
数据采集设备，所述数据采集设备由多种不同采集设备共同组成，以便从“天”、“空”、“地”三种途径进行数据采集，且采集到的数据将被发送给指定模块；
坐标定位模块，所述坐标定位模块对采集到的信息数据进行接收，并按照内部设定逻辑程序对信息数据进行处理，以提取目标信息内容；
参数设置模块，所述参数设置模块用于设置系统进行区域划分的各项运行参数，促使区域划分能够按照目标设定完成任务；
区域划分模块，所述区域划分模块以经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域；
坐标匹配模块，所述坐标匹配模块对坐标定位模块和区域划分模块传递的数据内容进行接受整合，并以中心坐标为匹配依据，将采集到的数据内容与子区域进行匹配；
数据划分模块，所述数据划分模块根据坐标匹配模块的匹配结果对采集到的数据进行划分，为其划分存储位置；
定向传输模块，所述定向传输模块可对数据的划分结果进行接收，并根据划分结果内容将其定向发送给目标地址；
地面基站，所述地面基站是设置在地球上进行人造卫星通信的地面设备，且由多个基站点共同组成，能与用户终端直接进行信息交互；
数据获取模块，所述数据获取模块用于用户向地面基站发送数据获取指令，以此获取用户所需信息数据；
数据传输模块，所述数据传输模块用于进行数据传输工作，将地面基站反馈给用户的数据传输给用户。
进一步的，所述数据采集设备可分为卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备三类，且卫星遥感设备用于宏观全局获取区域面积内的遥感数据，并且无人机遥感设备用于获取重点区域中小尺度的遥感数据，而且地面采样设备用于是既定区域内的精准数据。
进一步的，所述坐标定位模块包括有经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元，且经度识别单元的输出端与纬度识别单元的输入端相连，并且纬度识别单元的输入端与中心坐标获取单元的输出端相连。
进一步的，所述经度识别单元可自动识别采集到的数据的经度信息，得到经度最大值和经度最小值，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点。
进一步的，所述纬度识别单元可自动识别采集到的数据的纬度信息，得到纬度最大值和纬度最小值，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点。
进一步的，所述中心坐标获取单元包括有经度最值处理单元、纬度最值处理单元和中心坐标提取单元，且经度最值处理单元的输出端与纬度最值处理单元的输入端相连，并且纬度最值处理单元的输入端与中心坐标提取单元的输出端相连。
进一步的，所述经度最值处理单元用于将经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点相连，形成连线x1,所述纬度最值处理单元用于将纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点相连，形成连线x2,所述中心坐标提取单元用于将连线x1和连线x2的相交点定为中心点，并获取中心点坐标。
进一步的，所述数据划分模块为数据划分的存储位置即地面基站的基站点，且同一数据只能存储在一个基站点内，不能重复存储。
进一步的，所述数据获取模块包括有目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元，且目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元之间存在时序性。
进一步的，所述基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统的使用流程如下：
步骤一、数据采集设备通过卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备分别从“天”、“空”、“地”采集数据，采集所获得数据直接发送给坐标定位模块，然后坐标定位模块依次利用经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元对数据进行处理，通过经度识别单元识别数据经度信息，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点，通过纬度识别单元识别数据纬度信息，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点，再通过中心坐标获取单元构建经度最值坐标连线x1和纬度最值连线x2，并将两线相交点定为中心点，获取中心点坐标；
步骤二、通过参数设置模块设置区域划分模块的各项运行参数，使得区域划分模块能够按照设定参数，利用经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域，每个子区域均与地面基站的基站点存在对应联系；
步骤三、利用坐标匹配模块将坐标定位模块所提供的中心点坐标与子区域进行匹配，明确中心点坐标所属子区域，再通过数据划分模块将采集到的数据划分为该子区域数据，并通过定向传输模块将数据传输至对应的基站点，存储进该基站点的数据库内；
步骤四、用户通过数据获取模块发送数据获取指令，数据获取模块包括目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元，通过目标分析单元分析目标数据的特征，并通过区域锁定单元锁定目标数据所在子区域，然后通过基站分配单元将数据获取指令发送给对应基站点，经基站点数据调取后，再通过数据传输模块将目标数据传输给用户。
本发明提供了一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，具备以下有益效果：
本发明设置有坐标定位模块，可对数据采集设备采集到的数据进行处理，坐标定位模块包括经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元，通过经度识别单元识别数据经度信息，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点，通过纬度识别单元识别数据纬度信息，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点，再通过中心坐标获取单元构建经度最值坐标连线x1和纬度最值连线x2，并将两线相交点定为中心点，获取中心点坐标，并通过坐标匹配模块和数据划分模块的配合使用，为采集所得数据匹配对应基站点作为存储地址，改进后的数据获取系统可将数据直接存储在基站点的数据库内，以便用户获取数据时直接调用，不再需要经过数据中转，缩短了数据传输途径，提高了数据传输效率。
本发明设置有参数设置模块，通过参数设置模块设置区域划分模块的各项运行参数，使得区域划分模块能够按照设定参数将现有地理区域进行划分成多个子区域，且每个子区域均与地面基站的基站点存在对应联系，并设置有坐标匹配模块，能将采集所得数据与子区域进行匹配对应，改进后的数据获取系统通过设置数据划分和匹配规则，为数据的存储划分提供了依据，有利于实现数据的快速划分和定向存储，并为后续用户获取数据定下了查找规则，便于目标数据的快速获取。
本发明设置有坐标匹配模块和数据划分模块，通过坐标匹配模块和数据划分模块的配合使用，为采集所得数据匹配对应基站点作为存储地址，缩减同一存储地址内的数据量，改进后的数据获取系统可将数据按照一定规则分储在各个基站点的数据库内，缩减数据调取时的数据处理量，从而提升数据调取的反应速度。
附图说明
图1为本发明基于物联网的天空地一体化数据获取系统的现有数据获取技术示意图；
图2为本发明基于物联网的天空地一体化数据获取系统的整体运行流程示意图；
图3为本发明基于物联网的天空地一体化数据获取系统的数据采集设备-坐标定位模块运行流程示意图；
图4为本发明基于物联网的天空地一体化数据获取系统的坐标定位模块运行流程示意图；
图5为本发明基于物联网的天空地一体化数据获取系统的数据获取模块运行流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1-图5所示，一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，包括：
数据采集设备，所述数据采集设备由多种不同采集设备共同组成，以便从“天”、“空”、“地”三种途径进行数据采集，且采集到的数据将被发送给指定模块；数据采集设备可分为卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备三类，且卫星遥感设备用于宏观全局获取区域面积内的遥感数据，并且无人机遥感设备用于获取重点区域中小尺度的遥感数据，而且地面采样设备用于是既定区域内的精准数据；
坐标定位模块，所述坐标定位模块对采集到的信息数据进行接收，并按照内部设定逻辑程序对信息数据进行处理，以提取目标信息内容；坐标定位模块包括有经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元，且经度识别单元的输出端与纬度识别单元的输入端相连，并且纬度识别单元的输入端与中心坐标获取单元的输出端相连；经度识别单元可自动识别采集到的数据的经度信息，得到经度最大值和经度最小值，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点；纬度识别单元可自动识别采集到的数据的纬度信息，得到纬度最大值和纬度最小值，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点；中心坐标获取单元包括有经度最值处理单元、纬度最值处理单元和中心坐标提取单元，且经度最值处理单元的输出端与纬度最值处理单元的输入端相连，并且纬度最值处理单元的输入端与中心坐标提取单元的输出端相连；经度最值处理单元用于将经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点相连，形成连线x1,所述纬度最值处理单元用于将纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点相连，形成连线x2,所述中心坐标提取单元用于将连线x1和连线x2的相交点定为中心点，并获取中心点坐标；
所述经度识别单元、纬度识别单元在Arc GIS中操作进行，将采集到的信息数据添加至Arc GIS中，利用软件进行坐标信息识别，识别到的坐标信息将在属性表中呈现，设置属性表相关信息栏的排序规则，选用从大到小或从小到大排序，经度识别单元和纬度识别单元通过调用属性表内容分别获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点、纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点；
所述中心坐标获取单元在Auto CAD中操作进行，转换最值坐标点的数据格式，将其导入Auto CAD中，进行连线处理，获取相交点，并根据Auto CAD的坐标系得出该点坐标，即中心点坐标；
参数设置模块，所述参数设置模块用于设置系统进行区域划分的各项运行参数，促使区域划分能够按照目标设定完成任务；所述参数设置模块通过选择设置Arc GIS的划分区域线、坐标识别精度、属性表排序规则此类操作达到更改区域划分运行操作的目的，且参数设置模块以Arc GIS软件运行逻辑为操作基础；
区域划分模块，所述区域划分模块以经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域；
坐标匹配模块，所述坐标匹配模块对坐标定位模块和区域划分模块传递的数据内容进行接受整合，并以中心坐标为匹配依据，将采集到的数据内容与子区域进行匹配；
数据划分模块，所述数据划分模块根据坐标匹配模块的匹配结果对采集到的数据进行划分，为其划分存储位置；数据划分模块为数据划分的存储位置即地面基站的基站点，且同一数据只能存储在一个基站点内，不能重复存储；
定向传输模块，所述定向传输模块可对数据的划分结果进行接收，并根据划分结果内容将其定向发送给目标地址；
地面基站，所述地面基站是设置在地球上进行人造卫星通信的地面设备，且由多个基站点共同组成，能与用户终端直接进行信息交互；
数据获取模块，所述数据获取模块用于用户向地面基站发送数据获取指令，以此获取用户所需信息数据；
数据传输模块，所述数据传输模块用于进行数据传输工作，将地面基站反馈给用户的数据传输给用户。
综上，结合图1-图5所示，该基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统的使用流程如下：
步骤一、数据采集设备通过卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备分别从“天”、“空”、“地”采集数据，采集所获得数据直接发送给坐标定位模块，然后坐标定位模块依次利用经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元对数据进行处理，通过经度识别单元识别数据经度信息，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点，通过纬度识别单元识别数据纬度信息，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点，再通过中心坐标获取单元构建经度最值坐标连线x1和纬度最值连线x2，并将两线相交点定为中心点，获取中心点坐标；
步骤二、通过参数设置模块设置区域划分模块的各项运行参数，使得区域划分模块能够按照设定参数，利用经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域，每个子区域均与地面基站的基站点存在对应联系；
步骤三、利用坐标匹配模块将坐标定位模块所提供的中心点坐标与子区域进行匹配，明确中心点坐标所属子区域，再通过数据划分模块将采集到的数据划分为该子区域数据，并通过定向传输模块将数据传输至对应的基站点，存储进该基站点的数据库内；
步骤四、用户通过数据获取模块发送数据获取指令，数据获取模块包括目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元，通过目标分析单元分析目标数据的特征，并通过区域锁定单元锁定目标数据所在子区域，然后通过基站分配单元将数据获取指令发送给对应基站点，经基站点数据调取后，再通过数据传输模块将目标数据传输给用户。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (3)
1.一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，其特征在于，包括：
数据采集设备，所述数据采集设备由多种不同采集设备共同组成，以便从“天”、“空”、“地”三种途径进行数据采集，且采集到的数据将被发送给指定模块；
坐标定位模块，所述坐标定位模块对采集到的信息数据进行接收，并按照内部设定逻辑程序对信息数据进行处理，以提取目标信息内容，所述坐标定位模块包括有经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元，且经度识别单元的输出端与纬度识别单元的输入端相连，并且纬度识别单元的输入端与中心坐标获取单元的输出端相连，所述经度识别单元可自动识别采集到的数据的经度信息，得到经度最大值和经度最小值，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点，所述纬度识别单元可自动识别采集到的数据的纬度信息，得到纬度最大值和纬度最小值，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点，所述中心坐标获取单元包括有经度最值处理单元、纬度最值处理单元和中心坐标提取单元，且经度最值处理单元的输出端与纬度最值处理单元的输入端相连，并且纬度最值处理单元的输入端与中心坐标提取单元的输出端相连，所述经度最值处理单元用于将经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点相连，形成连线x1,所述纬度最值处理单元用于将纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点相连，形成连线x2,所述中心坐标提取单元用于将连线x1和连线x2的相交点定为中心点，并获取中心点坐标，数据划分模块为数据划分的存储位置即地面基站的基站点，且同一数据只能存储在一个基站点内，不能重复存储，数据获取模块包括有目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元，且目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元之间存在时序性；
参数设置模块，所述参数设置模块用于设置系统进行区域划分的各项运行参数，促使区域划分能够按照目标设定完成任务；
区域划分模块，所述区域划分模块以经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域；
坐标匹配模块，所述坐标匹配模块对坐标定位模块和区域划分模块传递的数据内容进行接受整合，并以中心坐标为匹配依据，将采集到的数据内容与子区域进行匹配；
数据划分模块，所述数据划分模块根据坐标匹配模块的匹配结果对采集到的数据进行划分，为其划分存储位置；
定向传输模块，所述定向传输模块可对数据的划分结果进行接收，并根据划分结果内容将其定向发送给目标地址；
地面基站，所述地面基站是设置在地球上进行人造卫星通信的地面设备，且由多个基站点共同组成，能与用户终端直接进行信息交互；
数据获取模块，所述数据获取模块用于用户向地面基站发送数据获取指令，以此获取用户所需信息数据；
数据传输模块，所述数据传输模块用于进行数据传输工作，将地面基站反馈给用户的数据传输给用户。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，其特征在于，所述数据采集设备可分为卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备三类，且卫星遥感设备用于宏观全局获取区域面积内的遥感数据，并且无人机遥感设备用于获取重点区域中小尺度的遥感数据，而且地面采样设备用于是既定区域内的精准数据。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统，其特征在于，所述基于物联网高精度的天空地一体化数据获取系统的使用流程如下：
步骤一、数据采集设备通过卫星遥感设备、无人机遥感设备和地面采样设备分别从“天”、“空”、“地”采集数据，采集所获得数据直接发送给坐标定位模块，然后坐标定位模块依次利用经度识别单元、纬度识别单元和中心坐标获取单元对数据进行处理，通过经度识别单元识别数据经度信息，并获取经度最大值所在坐标点和经度最小值所在坐标点，通过纬度识别单元识别数据纬度信息，并获取纬度最大值所在坐标点和纬度最小值所在坐标点，再通过中心坐标获取单元构建经度最值坐标连线x1和纬度最值连线x2，并将两线相交点定为中心点，获取中心点坐标；
步骤二、通过参数设置模块设置区域划分模块的各项运行参数，使得区域划分模块能够按照设定参数，利用经纬线作为划分边界线对现有地理区域进行划分，将现有地理区域划分成多个子区域，每个子区域均与地面基站的基站点存在对应联系；
步骤三、利用坐标匹配模块将坐标定位模块所提供的中心点坐标与子区域进行匹配，明确中心点坐标所属子区域，再通过数据划分模块将采集到的数据划分为该子区域数据，并通过定向传输模块将数据传输至对应的基站点，存储进该基站点的数据库内；
步骤四、用户通过数据获取模块发送数据获取指令，数据获取模块包括目标分析单元、区域锁定单元和基站分配单元，通过目标分析单元分析目标数据的特征，并通过区域锁定单元锁定目标数据所在子区域，然后通过基站分配单元将数据获取指令发送给对应基站点，经基站点数据调取后，再通过数据传输模块将目标数据传输给用户。
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