CN116992851A - 一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水体监测技术领域，具体涉及一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，包括以下步骤：构建待监测区域的地理空间数据库；基于待监测区域不同时期下的地理空间数据库中的水体变化情况，绘制水体变化图斑，基于水体变化图斑的属性，生成该区域的水体变化数据集；循环遍历每个水体变化图斑，批量生成针对每个水体变化图斑的专题图；在每个水体变化图斑的专题图的基础上，添加相关内容，批量生成待监测区域的水体变化调查文档。本发明可实现区域水体变化调查文档的批量化自动生成。
Description
技术领域
本发明涉及水体监测技术领域，更具体的说是涉及一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法。
背景技术
水资源是人类生活和经济发展中不可或缺的重要资源，为了管理和保护水体资源，水体变化的调查和监测变得至关重要。
传统的水体变化调查方法主要依赖于人工操作，需要耗费大量时间和人力资源。遥感技术的发展为水体变化调查提供了新的解决方案。遥感技术通过获取大范围、高分辨率的水体图像数据，能够实现对水体的全面监测和分析。同时，遥感技术还能够记录水体在时间上的变化，通过对不同时间段的遥感数据进行比较和分析，可以准确判断水体的变化趋势和变化幅度，为水资源管理和环境保护提供科学依据。
水利管理处对水体变化进行定期监测，在遥感影像判断水体变化基础上，需要对水体变化进行验证，核查开河及填河过程是否违规。然而，水体变化众多，由于人为因素和主观判断的影响，调查文档的一致性和准确性无法得到保证。如何利用遥感影像和计算机技术，实现水体变化调查文档自动生成是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，可实现区域水体变化调查文档的批量化自动生成。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，包括以下步骤：
构建待监测区域的地理空间数据库；
基于待监测区域不同时期下的地理空间数据库中的水体变化情况，绘制水体变化图斑，基于所述水体变化图斑的属性，生成该区域的水体变化数据集；
循环遍历每个所述水体变化图斑，批量生成针对每个所述水体变化图斑的专题图；
在每个所述水体变化图斑的专题图的基础上，添加相关内容，批量生成待监测区域的水体变化调查文档。
进一步的，所述构建待监测区域的地理空间数据库，包括：
获取待监测区域的基础数据，包括水体现状数据、行政区划数据和不同时期的遥感影像；
对所述遥感影像进行预处理；
将所述基础数据中不同格式的文件进行格式转换，并将不同坐标系下的数据转换至同一坐标系下，得到所述地理空间数据库。
进一步的，所述水体变化数据集的生成过程包括：
创建水体变化数据集模板；
对比待监测区域不同时期下的遥感影像，识别出水体变化情况，绘制所述水体变化图斑；
获取各所述水体变化图斑的属性，并对应填充至所述水体变化数据集模板中，得到所述水体变化数据集。
进一步的，所述水体变化数据集模板包括多个属性字段，分别为：水体名称、水体编码、水体类型、水体等级、所属区名、所属镇名、变化类型、变化面积、经度、纬度和X、Y坐标。
进一步的，所述获取各所述水体变化图斑的属性，包括：
将所述水体变化数据集模板与水体现状数据进行空间关联，获取每个所述水体变化图斑所在的水体名称、水体编码、水体等级和水体类型；
将所述水体变化数据集模板与行政区划数据进行空间关联，获取每个所述水体变化图斑的所属区名和所属镇名；
使用ArcGIS软件计算每个所述水体变化图斑的面积、中心经度、纬度和X、Y坐标。
进一步的，所述专题图的生成过程包括：
将不同时期的遥感影像插入预先创建好的地图文档中；
标注不同时期下遥感影像的时间，并采用不同颜色框出水体现状数据和水体变化数据；
使用ArcGIS软件中Python编译窗口，利用for循环遍历每个所述水体变化图斑，批量生成针对每个所述水体变化图斑的专题图，并将专题图的图名设置为对应所述水体变化图斑的FID。
进一步的，所述将不同时期的遥感影像插入预先创建好的地图文档中，包括：
创建一个新的地图文档，并设置专题图的图幅大小；
在图幅中插入两个数据框，在其中一个数据框中添加之前日期的遥感影像及水体现状数据，在另一个数据框中添加之后日期的遥感影像、水体现状数据和水体变化数据。
进一步的，针对水体现状数据和水体变化数据，仅显示水体边框；同时，在水体现状数据上添加水体名称标注。
进一步的，所述水体变化调查文档的生成过程包括：
遍历每个所述水体变化图斑，获取每个所述水体变化图斑的经纬度信息，将其转换为高德地图坐标系统下的经纬度，在此基础上使用二维码生成库生成位置二维码并输出，调用高德地图的逆地理编码函数获取相应的文字地址信息；
遍历所述水体变化图斑，获取水体属性信息；
调用文档生成库创建文档，并按照预设规则导入相关文本内容，生成针对每个所述水体变化图斑的水体变化调查文档；
生成任一所述水体变化图斑的水体变化调查文档之后，自动进行换页，并生成针对下一个所述水体变化图斑的水体变化调查文档。
进一步的，在文档中导入相关文本内容的预设规则为：在文档的第一行导入所属镇名，第二行导入水体信息，第三行导入高德地图的文字地址，第四行导入地址二维码图片，第五行导入水体变化图斑的专题图，第六行导入文字“外业核查人员：”，第七行导入“外业核查时间：”，第八行导入“外业核查结果：”。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过结合待监测区域的地理空间数据和遥感影像，自动识别该区域的水体变化情况，并构建水体变化数据集，为后续水体变化调查和分析提供数据支持。然后，再针对水体变化数据制作水体变化专题图，并实现批量输出，这些专题图能够直观地展示水体的变化情况，帮助用户更好地理解和分析水体变化的空间分布和特征。最后，在专题图的基础上，自动化且批量生成水体变化的野外业调查文档，该文档能够提供详细的水体变化信息，并结合二维码和专题图的展示，使得调查过程更加直观和便捷，方便调查人员进行现场勘察和记录相关信息。
同时，本发明引入自动化算法和自然语言处理技术，实现文档的快速生成，采用批量处理技术，可以同时处理大量的遥感影像数据，并实现调查文档水体变化专题图和调查文档的批量输出，大大提高了水体变化调查的效率和准确性，并确保了图像的一致性和规范性。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法的流程图；
图2为本发明提供的水体变化数据集模板的示意图；
图3为本发明提供的水体变化图斑的专题图的示意图；
图4为本发明提供的水体变化调查文档的示意图。
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。
如图1所示，本发明实施例公开了一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，包括以下步骤：
S1、构建待监测区域的地理空间数据库；
S2、基于待监测区域不同时期下的地理空间数据库中的水体变化情况，绘制水体变化图斑，基于水体变化图斑的属性，生成该区域的水体变化数据集；
S3、循环遍历每个水体变化图斑，批量生成针对每个水体变化图斑的专题图；
S4、在每个水体变化图斑的专题图的基础上，添加相关内容，批量生成待监测区域的水体变化调查文档。
下面，对上述各步骤做进一步说明。
S1、构建地理空间数据库，具体包括：
S11、获取待监测区域的基础数据，首先，获取该监测区域的水体现状数据，包括水体边界、水体属性等信息；然后获取该区域的行政区划数据，包括各乡镇的边界和属性数据。为了全面监测水体的变化，还需要获取不同时期的遥感影像，比如2022年10月和2023年3月两期的高分辨率遥感影像数据，确保遥感数据的质量和准确性。这些基础数据将作为构建地理空间数据库的基础。
S12、对遥感影像进行预处理；在获取到的高分辨率遥感影像数据中，可能存在大气、云层、地表反射等因素的影响，需要进行预处理操作。首先，进行辐射校正，调整遥感数据的光谱反射率，以消除光照、大气等因素对图像的影响。其次，进行几何校正，根据地面控制点进行图像的几何矫正，消除图像的扭曲和偏移，确保前后两期数据的准确性和一致性。
S13、数据整理，将基础数据中不同格式的文件进行格式转换，并将不同坐标系下的数据转换至同一坐标系下，得到地理空间数据库。
具体来说，对于基础数据中的DWG、DXF等格式文件，需要利用ArcGIS软件进行格式转换，将其转换为适用于地理空间数据库的数据格式。同时，使用ArcGIS坐标投影变换工具，将不同坐标系统的数据统一转换至CGCS2000坐标系下，确保所有基础数据的空间参考一致。通过这些数据整理操作，将基础数据进行统一的空间数据处理，为后续的分析和调查提供一致的空间参考。
以上步骤的操作，实现了地理空间数据库的构建，并确保了数据的质量和准确性。构建的地理空间数据库将为后续的水体变化调查提供坚实的基础，为准确识别和分析水体的变化情况提供可靠的数据支持。
S2、生成水体变化数据集，具体包括：
S21、创建水体变化数据集模板；在已构建的地理空间数据库下，新建水体变化数据集模板，用于存储水体变化图斑的信息。该数据集模板使用CGCS2000坐标系统，并包含了多个属性字段，包括水体名称、水体编码、水体类型、水体等级、所属区名、所属镇名、变化类型、变化面积、经度、纬度和X、Y坐标等，详见图2。这些属性字段将用于记录和描述水体变化的相关信息，便于后续的分析和查询。
S22、识别水体变化，对比待监测区域不同时期下的遥感影像，识别出水体变化情况，绘制水体变化图斑。
具体来说，通过比较和分析前后两期的遥感影响数据，利用目视解译的方法识别出水体的变化情况。借助ArcGIS的编辑功能，绘制出水体变化的图斑，包括开河和填河等变化类型，并自动生成FID字段，以记录图斑的序号，便于后续的标识和管理。
S23、获取各水体变化图斑的属性，并对应填充至水体变化数据集模板中，得到水体变化数据集。具体包括：
将水体变化数据集模板与水体现状数据进行空间关联，获取每个水体变化图斑所在的水体名称、水体编码、水体等级和水体类型；
将水体变化数据集模板与行政区划数据进行空间关联，获取每个水体变化图斑的所属区名和所属镇名；
使用ArcGIS软件计算每个水体变化图斑的面积、中心经度、纬度和X、Y坐标。在ArcGIS软件中，使用字段计算器功能计算出每个水体变化图斑的面积，并使用计算几何功能计算出水体变化图斑的中心经度、纬度、X、Y坐标等属性值，这些属性信息能够提供更详细的水体变化描述和定位信息
通过以上步骤的操作，成功制作了水体变化数据集，并记录了水体变化图斑的相关属性信息，这些数据将为后续的水体变化调查和分析提供基础数据支持，便于对水体变化进行综合性的研究和管理。
S3、生成水体变化图斑的专题图，具体包括：
S31、准备专题地图文档，将不同时期的遥感影像插入预先创建好的地图文档中。具体为：
创建一个新的地图文档，命名为“change.mxd”，用于制作水体变化专题图；
在布局视图中，设置专题图的图幅大小为16宽*10m高。
在图幅中插入两个数据框，大小为7m*7m，并将它们左右并排，中间间隔0.5cm。在其中一个数据框(左侧)中添加之前日期(2022年10月)的遥感影像及水体现状数据，在另一个数据框(右侧)中添加之后日期(2023年3月)的遥感影像、水体现状数据和水体变化数据。
S32、设置符号属性。标注不同时期下遥感影像的时间，并采用不同颜色框出水体现状数据和水体变化数据。具体为：在数据框下标注影像时间，左侧为“2022年10月影像”，右侧为“2023年3月影像”。针对水体现状数据，设置仅显示边框，边框宽度为2，并使用蓝色来标示。在水体现状数据上添加水体名称的标注，使用宋体字体、20号字体大小、蓝色。对于水体变化数据，同样设置仅显示边框，边框宽度为2，并使用黄色来标示。
S33、批量输出专题图。在ArcGIS软件中的Python编译窗口，设置专题图地图文档的路径，比如“E:\Example\change.mxd”，并设置输出路径，比如为“E:\Example\ChangePic\”。再利用for循环遍历每个水体变化图斑，对每个水体变化图斑生成专题图，如图3所示，并将图名设置为该水体变化图斑的FID。
通过这样的批量输出操作，可以自动化地生成每个水体变化图斑的专题图，方便进行可视化展示和进一步的分析。
通过以上步骤的操作，成功制作了水体变化专题图，并实现了批量输出。这些专题图能够直观地展示水体的变化情况，帮助用户更好地理解和分析水体变化的空间分布和特征。同时，自动化的输出过程提高了效率，并确保了图像的一致性和规范性。
S4、生成水体变化调查文档，具体包括：
S41、获取水体变化图斑基本要素。遍历每个水体变化图斑，获取每个水体变化图斑的经纬度信息，将CGCS2000坐标系下的经纬度转换为高德地图坐标系统下的经纬度，在此基础上使用二维码生成库(qrcode)生成位置二维码并输出，并将每个二维码根据其对应的FID命名并输出到路径“E:\Example\QRCode\”。接下来，根据FID遍历每个水体变化图斑，获取其在高德地图坐标系统下的经纬度，并调用高德地图的逆地理编码函数(regeocode)以获取相应的文字地址信息。
S42、添加文档内容。具体包括：
首先，遍历水体变化图斑，获取水体水体类型、水体等级、水体编码和水体名称等属性信息。
然后，调用文档生成库创建文档，并按照预设规则导入相关文本内容，生成针对每个水体变化图斑的水体变化调查文档；
生成任一水体变化图斑的水体变化调查文档之后，自动进行换页，并生成针对下一个水体变化图斑的水体变化调查文档。在文档中导入相关文本内容的预设规则为：在文档的第一行导入所属镇名，可以使用黑体，字号为20；第二行导入水体信息，包括水体类型、水体等级、水体编码和水体名称等属性；第三行导入高德地图的文字地址；第四行导入地址二维码图片，读取二维码路径“E:\Example\QRCode\”；第五行导入水体变化图斑的专题图，第六行导入文字“外业核查人员：”，第七行导入“外业核查时间：”，第八行导入“外业核查结果：”。第二至八行字体为黑体14号。
完成以上步骤后，调用doc.add_page_break()对文档进行换页处理。最终的文档样式如图4所示，每个水体变化图斑的信息占据一页，按照顺序包括所属镇名、水体信息、地址、地址二维码、水体变化图斑专题图等内容。
通过以上步骤的操作，成功制作了水体变化的野外业调查文档，方便调查人员进行现场勘察和记录相关信息，这样的文档能够提供详细的水体变化信息，并结合二维码和专题图的展示，使得调查过程更加直观和便捷。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建待监测区域的地理空间数据库；
基于待监测区域不同时期下的地理空间数据库中的水体变化情况，绘制水体变化图斑，基于所述水体变化图斑的属性，生成该区域的水体变化数据集；
循环遍历每个所述水体变化图斑，批量生成针对每个所述水体变化图斑的专题图；
在每个所述水体变化图斑的专题图的基础上，添加相关内容，批量生成待监测区域的水体变化调查文档。
2.根据权利要求1所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述构建待监测区域的地理空间数据库，包括：
获取待监测区域的基础数据，包括水体现状数据、行政区划数据和不同时期的遥感影像；
对所述遥感影像进行预处理；
将所述基础数据中不同格式的文件进行格式转换，并将不同坐标系下的数据转换至同一坐标系下，得到所述地理空间数据库。
3.根据权利要求2所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述水体变化数据集的生成过程包括：
创建水体变化数据集模板；
对比待监测区域不同时期下的遥感影像，识别出水体变化情况，绘制所述水体变化图斑；
获取各所述水体变化图斑的属性，并对应填充至所述水体变化数据集模板中，得到所述水体变化数据集。
4.根据权利要求3所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述水体变化数据集模板包括多个属性字段，分别为：水体名称、水体编码、水体类型、水体等级、所属区名、所属镇名、变化类型、变化面积、经度、纬度和X、Y坐标。
5.根据权利要求3所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述获取各所述水体变化图斑的属性，包括：
将所述水体变化数据集模板与水体现状数据进行空间关联，获取每个所述水体变化图斑所在的水体名称、水体编码、水体等级和水体类型；
将所述水体变化数据集模板与行政区划数据进行空间关联，获取每个所述水体变化图斑的所属区名和所属镇名；
使用ArcGIS软件计算每个所述水体变化图斑的面积、中心经度、纬度和X、Y坐标。
6.根据权利要求1所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述专题图的生成过程包括：
将不同时期的遥感影像插入预先创建好的地图文档中；
标注不同时期下遥感影像的时间，并采用不同颜色框出水体现状数据和水体变化数据；
使用ArcGIS软件中Python编译窗口，利用for循环遍历每个所述水体变化图斑，批量生成针对每个所述水体变化图斑的专题图，并将专题图的图名设置为对应所述水体变化图斑的FID。
7.根据权利要求6所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述将不同时期的遥感影像插入预先创建好的地图文档中，包括：
创建一个新的地图文档，并设置专题图的图幅大小；
在图幅中插入两个数据框，在其中一个数据框中添加之前日期的遥感影像及水体现状数据，在另一个数据框中添加之后日期的遥感影像、水体现状数据和水体变化数据。
8.根据权利要求6所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，针对水体现状数据和水体变化数据，仅显示水体边框；同时，在水体现状数据上添加水体名称标注。
9.根据权利要求1所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，所述水体变化调查文档的生成过程包括：
遍历每个所述水体变化图斑，获取每个所述水体变化图斑的经纬度信息，将其转换为高德地图坐标系统下的经纬度，在此基础上使用二维码生成库生成位置二维码并输出，调用高德地图的逆地理编码函数获取相应的文字地址信息；
遍历所述水体变化图斑，获取水体属性信息；
调用文档生成库创建文档，并按照预设规则导入相关文本内容，生成针对每个所述水体变化图斑的水体变化调查文档；
生成任一所述水体变化图斑的水体变化调查文档之后，自动进行换页，并生成针对下一个所述水体变化图斑的水体变化调查文档。
10.根据权利要求9所述的基于遥感数据的水体变化调查文档批量生成方法，其特征在于，在文档中导入相关文本内容的预设规则为：在文档的第一行导入所属镇名，第二行导入水体信息，第三行导入高德地图的文字地址，第四行导入地址二维码图片，第五行导入水体变化图斑的专题图，第六行导入文字“外业核查人员：”，第七行导入“外业核查时间：”，第八行导入“外业核查结果：”。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |