CN107291786A - 一种三维地理信息采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维地理信息采集系统，包括地理信息公共服务端和移动测量终端，地理信息公共服务端为移动测量终端提供支撑，负责接受终端所采集的照片、姿态信息，进行三维模型的构建、更新操作；移动测量终端负责接收、展示云端所传输的三维景观数据，采用增强现实的显示方式进行融合展示，同时可基于终端多传感器进行面向要素的地理实体三维信息采集作业。本发明实现对分散地理体变化的快速、低成本和高效更新，有效降低多维地理信息的采集成本，可直接应用于基础测绘的野外调绘与质检，能实现多维地理信息采集内外业一体化的新型生产模式，提升分散地理实体变化数据快速更新的效率和质量，满足大数据时代对地理信息的应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及信息采集技术领域，尤其涉及一种三维地理信息采集系统。
背景技术
地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有时又称为“地学信息系统”，它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。位置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”(Geographic Information Science)，近年来，也有称GIS为"地理信息服务"(Geographic Information service)。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理(简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析)。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。但现有的地理信息采集不能实现多维地理信息采集内外业一体化、采编一体化、图库一体化的生产模式，不能提升分散地理实体变化数据快速更新的效率和质量，不能满足大数据时代对地理信息的应用需求。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种三维地理信息采集系统，能实现多维地理信息采集内外业一体化、采编一体化、图库一体化的新型生产模式，显著提升分散地理实体变化数据快速更新的效率和质量，满足大数据时代对地理信息的应用需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种三维地理信息采集系统，包括地理信息公共服务端、通过网络与所述地理信息公共服务端连接的移动测量终端；所述地理信息公共服务端包括云端实时交互模块、云端数据管理模块、作业管理与指挥调度模块、实时建模模块、云端数据传输模块和数据安全模块；所述移动测量终端包括数据采集单元、三维场景融合模块、终端配置集成模块和多模多频高精度动态精密定位模块；地理信息公共服务端为移动测量终端提供支撑，负责接受终端所采集的照片、姿态信息，进行三维模型的构建、更新操作；移动测量终端负责接收、展示云端所传输的三维景观数据，采用增强现实的显示方式进行融合展示，同时可基于终端多传感器进行面向要素的地理实体三维信息采集作业。
作为上述技术方案的优选实施方式，本发明实施例提供的三维地理信息采集系统进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述地理信息公共服务端和移动测量终端之间采用4G高速数据网络或者无线网络实现信息的实时传输与互动。
作为上述技术方案的改进，所述数据采集单元包括辅助数据采集模块和简便测量模块，所述辅助数据采集模块采用移动设备携带相机、录音、摄像设备直接获取地理的辅助信息，供后期数据编辑辅助参考使用；所述简便测量模块利用便携设备集成的各传感设备获取位置、方位角、姿态角信息，采用多点交汇法测量技术，实现非接触性量测目标点坐标。
作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述实时建模模块包括三维建模模块，所述三维建模模块具体包括单片透视投影法建模、固定小基线摄影测量、多站异步摄影测量和多站同步摄影测量。
作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述多模多频高精度动态精密定位模块包括区域增强单元和精密单点定位单元，实现用户的实时增强定位。
优选地，在本发明的一个实施例中，所述三维场景融合模块具体包括模型信息查询、系统参数配置、三维模型浏览功能。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：本发明的三维地理信息采集系统实现对分散地理体变化的快速、低成本和高效更新，有效降低多维地理信息的采集成本，本发明可直接应用于基础测绘的野外调绘与质检，地理国情的普查与监测等工作，本发明的三维地理信息采集系统直接服务于信息化测绘、应急测绘及迫切需要地理信息支持的其他行业，引领生产即服务的新型地理信息采集模式，为实现“采集实时化、应用社会化”奠定技术基础。同时，通过实现与增强现实技术的融合，能够提升移动端地理信息应用体验，拓展地理信息应用服务的形式，深化应用服务的层次，极大的促进智能、融合和普适的地理信息产业发展。能实现多维地理信息采集内外业一体化、采编一体化、图库一体化的新型生产模式，显著提升分散地理实体变化数据快速更新的效率和质量，满足大数据时代对地理信息的应用需求，促进以智能、融合和普适为特征的地理信息产业发展。同时，可直接服务于各行业的地理信息采集和应用，有效节省人力资源投入和财政经费支出，终端产品商业化后还将带来巨大的经济效益。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明优选实施例的三维地理信息采集系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
如图1所示，为本发明优选实施例三维地理信息采集系统的结构示意图，本发明三维地理信息采集系统包括地理信息公共服务端10、通过网络与所述地理信息公共服务端10连接的移动测量终端20。
所述地理信息公共服务端10包括云端实时交互模块11、云端数据管理模块12、作业管理与指挥调度模块13、实时建模模块14、云端数据传输模块15和数据安全模块16。
所述移动测量终端20包括数据采集单元21、三维场景融合模块22、终端配置集成模块23和多模多频高精度动态精密定位模块24。
所述地理信息公共服务端10为移动测量终端20提供支撑，负责接受终端所采集的照片、姿态信息，进行三维模型的构建、更新操作；移动测量终端20负责接收、展示云端所传输的三维景观数据，采用增强现实的显示方式进行融合展示，同时可基于终端多传感器进行面向要素的地理实体三维信息采集作业。
所述地理信息公共服务端20和移动测量终端10之间采用4G高速数据网络或者无线网络实现信息的实时传输与互动。
具体地，所述数据采集单元21包括辅助数据采集模块和简便测量模块，所述辅助数据采集模块采用移动设备携带相机、录音、摄像设备直接获取地理的辅助信息，供后期数据编辑辅助参考使用；所述简便测量模块利用便携设备集成的各传感设备获取位置、方位角、姿态角信息，采用多点交汇法测量技术，实现非接触性量测目标点坐标。
所述实时建模模块14包括三维建模模块，所述三维建模模块具体包括单片透视投影法建模、固定小基线摄影测量、多站异步摄影测量和多站同步摄影测量，三维建模模块的功能性要求：
传感器参数去噪，获取相对准确的方位、姿态信息；短距离测量，获取不能直接测量的短距离地物位置信息；采集位置、姿态及拍摄照片信息实时上传；要素信息核查功能；要素标绘功能；地图表达随终端方位变化旋转浏览功能。
性能要求：
短距离测量满足数据应用需要；传感器精度满足快速建模应用的需求，去噪计算速度小于0.1s。
在本发明实施例的技术方案中，所述多模多频高精度动态精密定位模块24包括区域增强单元和精密单点定位单元，实现用户的实时增强定位，本发明利用区域参考站网的非差误差改正模型，通过便携式测绘终端的多模定位关键技术研究，实现用户的实时增强定位技术，其功能性要求：快速解算，或动态快速解算整周未知数；实现增强定位功能，根据伪距差分和载波相原理时解算用户站在CGCS2000坐标系下的三维坐标；根据已知转换参数，进行坐标系统的转换。其性能要求：实时动态定位精度优于分米级；区域增强差分定位边长距离达到100km。
另外，所述三维场景融合模块22具体包括模型信息查询、系统参数配置、三维模型浏览功能，其功能性要求：真实场景与已有三维模型数据的融合显示；模型属性信息查询；模型结构三维展示；模型信息过滤显示；场景拍摄保存；模型显示精细度控制；依属性高亮显示模型；实时场景发送传输。其性能要求：能实现真实场景与已有三维模型数据的融合，其套合误差的限差小于亚米级；支持鼠标、手柄、手套、动作捕捉、力反馈操作器、VRPN、TrackD、位置追踪系统、导航系统等多元外设；支持基于图像识别、运动捕捉等多种模式的三维空间实时注册能力，三维实时注册响应不超过5秒。
本发明的三维地理信息采集系统实现对分散地理体变化的快速、低成本和高效更新，有效降低多维地理信息的采集成本，本发明可直接应用于基础测绘的野外调绘与质检，地理国情的普查与监测等工作，本发明的三维地理信息采集系统直接服务于信息化测绘、应急测绘及迫切需要地理信息支持的其他行业，引领生产即服务的新型地理信息采集模式，为实现“采集实时化、应用社会化”奠定技术基础。同时，通过实现与增强现实技术的融合，能够提升移动端地理信息应用体验，拓展地理信息应用服务的形式，深化应用服务的层次，极大的促进智能、融合和普适的地理信息产业发展。能实现多维地理信息采集内外业一体化、采编一体化、图库一体化的新型生产模式，显著提升分散地理实体变化数据快速更新的效率和质量，满足大数据时代对地理信息的应用需求，促进以智能、融合和普适为特征的地理信息产业发展。同时，可直接服务于各行业的地理信息采集和应用，有效节省人力资源投入和财政经费支出，终端产品商业化后还将带来巨大的经济效益。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种三维地理信息采集系统，其特征在于：包括地理信息公共服务端、通过网络与所述地理信息公共服务端连接的移动测量终端；
所述地理信息公共服务端包括云端实时交互模块、云端数据管理模块、作业管理与指挥调度模块、实时建模模块、云端数据传输模块和数据安全模块；
所述移动测量终端包括数据采集单元、三维场景融合模块、终端配置集成模块和多模多频高精度动态精密定位模块；
地理信息公共服务端为移动测量终端提供支撑，负责接受终端所采集的照片、姿态信息，进行三维模型的构建、更新操作；
移动测量终端负责接收、展示云端所传输的三维景观数据，采用增强现实的显示方式进行融合展示，同时可基于终端多传感器进行面向要素的地理实体三维信息采集作业。
2.如权利要求1所述的三维地理信息采集系统，其特征在于：所述地理信息公共服务端和移动测量终端之间采用4G高速数据网络或者无线网络实现信息的实时传输与互动。
3.如权利要求1所述的三维地理信息采集系统，其特征在于：所述数据采集单元包括辅助数据采集模块和简便测量模块，所述辅助数据采集模块采用移动设备携带相机、录音、摄像设备直接获取地理的辅助信息，供后期数据编辑辅助参考使用；所述简便测量模块利用便携设备集成的各传感设备获取位置、方位角、姿态角信息，采用多点交汇法测量技术，实现非接触性量测目标点坐标。
4.如权利要求1所述的三维地理信息采集系统，其特征在于：所述实时建模模块包括三维建模模块，所述三维建模模块具体包括单片透视投影法建模、固定小基线摄影测量、多站异步摄影测量和多站同步摄影测量。
5.如权利要求1所述的三维地理信息采集系统，其特征在于：所述多模多频高精度动态精密定位模块包括区域增强单元和精密单点定位单元，实现用户的实时增强定位。
6.如权利要求1所述的三维地理信息采集系统，其特征在于：所述三维场景融合模块具体包括模型信息查询、系统参数配置、三维模型浏览功能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171024 |