一种应用于国土空间规划的地理信息系统及检测方法
本发明涉及地理信息采集，具体涉及一种应用于国土空间规划的地理信息系统及检测方法。
背景技术：
1、合理规划土地的利用方式和空间布局，从而可以达到节约用地、保护环境、促进经济发展的目的。在国土空间规划中，地理信息数据采集发挥着重要的作用。数据采集是土地利用规划的基础，只有准确、全面、可靠的数据才能确保科学的规划方案，传统的数据采集，依靠人工调查和实地勘察来采集数据，不仅耗时耗力，而且容易出现数据误差，随着先进的地理信息系统（gis）技术的应用，数据采集更加高效和准确，通过gis技术，可以对土地资源进行量化分析，评估土地利用现状的合理性，为国土空间规划提供更加科学、可行的方案。
2、现有技术中，地理信息数据的采集通常采用无人机，通过无人机对待测区域进行实时拍摄，并将拍摄的图像传给中心服务器，中心服务器对接收到的图像进行分析而得到待测区域的三维地理信息相关的数据，并进行存储和分析。但目前，通过无人机采集地理信息存在以下不足之处：有些无人机所处待测区域可能由于障碍物或者其他因素导致其与中心服务器之间的远程通信质量较差，如通信不稳定，存在通信中断的情况或者存在传输速度较慢的情况，从而导致中心服务器接收到的信息可靠性低，对后续数据分析造成不良影响。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种应用于国土空间规划的地理信息系统，以提高中心服务器接收各个无人机采集的信息的准确性。
2、应用于国土空间规划的地理信息系统，包括中心服务器和地理信息采集单元，所述地理信息采集单元包括多个无人机，多个无人机分别对多个待测区域进行地理信息采集，并分别将采集的地理信息远程实时传给中心服务器，所述中心服务器设有通信质量监测模块，所述通信质量监测模块用于监测各个无人机与中心服务器之间的通信质量，并基于各个无人机与中心服务器之间的通信质量进行排序，将通信质量低于系统设定的无人机与选定的通信质量高于系统设定的无人机建立通信连接，通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息将同时传输给选定的无人机，并由选定的无人机远程传给中心服务器，从而形成第二采集信息，所述中心服务器基于所述第二采集信息，对接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息进行校验。
3、本发明的有益效果在于：本发明中心服务器设有通信质量监测模块，通过通信质量监测模块可监测各个无人机与中心服务器之间的通信质量，从而及时发现与中心服务器通信质量较差的无人机，防止由于通信质量问题而导致采集的地理信息不完整或不准确的问题；进一步地，由于无人机在飞行中采集所处待测区域的地理信息时，由于该待测区域与中心服务器之间可能存在障碍物或遮挡物或者其他原因导致通信信号弱或通信中断的情况，从而导致传输的地理信息中断缺失或传输较慢信息失真等情况，在这种情况下，中心服务器接收到的地理信息是不准确的，而由于各个无人机均在空中飞行，无人机之间彼此不存在障碍物或者遮挡物，无论是远程传输还是近距离通信，通信信号通常较良好，因此在这种情况下，本发明基于各个无人机与中心服务器之间的通信质量进行排序，将通信质量低于系统设定的无人机与选定的通信质量高于系统设定的无人机建立通信连接，即通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息将同时传输给选定的无人机，并由选定的无人机远程传给中心服务器，从而形成第二采集信息，所述中心服务器基于所述第二采集信息，对接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息进行校验，校验是指当在某一时间段内中心服务器接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息中断而导致该段时间内的采集信息缺失时，由相同时段内接收的第二采集信息进行补充。
4、本发明中，无人机的通信质量是动态监控的，因此在当前时间段可能某个无人机扮演着直接采集地理信息并传给中心服务器的角色（即虽然通信质量高于系统设定，但未被系统选定作为转传输其他无人机的地理信息的角色），而在下一个时间段，若通信质量高于系统设定，则既用于自身直接采集地理信息传给中心服务器，也可用于向中心服务器传输其他无人机的地理信息，或者在下一个时间段，若通信质量低于系统设定，则自身采集的地理信息不仅通过自身传给中心服务器，而且也需要传输给其他无人机。
5、当某一无人机与中心服务器的通信质量在某一段时间内高于系统设定时，该无人机只与中心服务器通信，中心服务器接收该无人机采集的地理信息作为该时间段的最终采集信息，若在下一个时间段，该无人机与中心服务器的通信质量低于系统设定，则该无人机不仅与中心服务器通信，而且还与选定的通信质量高于系统设定的无人机进行通信，由选定的无人机将第二采集信息远程传给中心服务器，若该无人机当前通信质量低于警戒值，则直接将第二采集信息作为下一个时间段的最终采集信息，若当前无人机通信质量高于警戒值且低于系统设定，则通过第二采集信息对当前无人机所采集的地理信息进行校验，校验后形成下一个时间段的最终采集信息，因此当前无人机在整个待测区域所采集的信息是由若干个直接的最终采集信息，以及第二采集信息或若干个校验后的最终采集信息拼接而成的采集信息，从而形成完整、准确的采集信息供地理信息系统进行存储和分析。
6、本发明优选的实施方式在于：所述中心服务器还根据各个待测区域之间的距离来对各个无人机之间的飞行距离进行排序，从而基于通信质量和距离长短两个维度来选定与通信质量低于系统设定的无人机建立通信连接。
7、有益效果在于：若与当前通信质量低于系统设定的无人机相邻待测区域的无人机其通信质量高于系统设定，则择优选定相邻的无人机与当前无人机进行通信，本发明基于通信质量和距离长短两个维度来选定与当前无人机建立通信连接的无人机，可确保两无人机之间的传输信号路径尽可能的短，确保通信质量较佳。
8、本发明优选的实施方式在于：在每个无人机上均设有测距模块，所述测距模块用于测量无人机所在位置到地面之间的距离，从而使每个无人机均与地面以设定高度进行飞行，所述中心服务器获取所述无人机飞行轨迹坐标，并基于无人机飞行轨迹坐标对无人机所在待测区域进行初步地形标识。
9、有益效果在于：本发明通过在无人机上设置测距模块，从而使每个无人机均保持以各自设定的距离沿待测区域飞行，通过此种方式，当待测区域地形地势发生变化时，由于无人机要保持与地面同样距离飞行，因此无人机就需要调整飞行高度，当地势下降时，无人机下降一定高度，当地势上升时，无人机上升一定高度，因此中心服务器获取所述无人机飞行轨迹坐标后，可基于无人机飞行轨迹坐标对无人机所在待测区域进行初步地形标识，从而实现在无人机飞行拍摄待测区域的图像时，同时实现大体的地形检测。
10、本发明优选的实施方式在于：其中一个区域的无人机飞行高度高于另一个相邻待测区域的无人机的飞行高度，以使得飞行高度高的无人机在相邻待测区域边界飞行时其采集范围覆盖当前待测区域、边界以及相邻待测区域。
11、有益效果在于：本发明设定一个区域的无人机飞行高度高于另一个相邻待测区域的无人机的飞行高度，从而使飞行高度高的无人机在相邻待测区域边界飞行时其采集范围覆盖当前待测区域、边界以及相邻待测区域，避免相邻待测区域边界处存在采集盲区的问题，使得边界处也能够准确、完整的采集到地理信息数据。
12、本发明优选的实施方式在于：当相邻两待测区域的两个无人机同时在边界飞行时，中心服务器发出同步飞行控制信号，地面控制端控制所述两个无人机以相同速度和相互平行的轨迹进行飞行，所述中心服务器接收飞行高度高的无人机传输的图像，并基于每帧图像进行处理识别出的飞行高度低的无人机信息来对采集的各帧图像画面质量进行评估。
13、有益效果在于：本发明中，相邻待测区域中，当两个无人机同时在边界飞行时，控制两个无人机以各自与地面相同的距离，以及相同的速度，相互平行的轨迹进行飞行，即两个无人机实际上基本是相对静止的，因此当飞行高度较高的无人机拍摄画面时，飞行高度低的无人机始终处于画面的固定位置处，且大小始终相同，因此中心服务器在对传回的每帧图像进行处理识别时，可分析基于每帧图像中飞行高度低的无人机的相似度和清晰度等信息，来评估采集的各帧图像的画面质量是否一致，相比于对于每帧图像整幅图进行处理分析来评价各个画面质量是否一致，本方案更加高效，分析数据量更小，节约系统计算资源。
14、本发明优选的实施方式在于：所述地理信息采集单元还包括多个测绘装置，多个测绘装置分别用于对各个待测区域进行测绘检测，所述中心服务器基于获取的初步地形标识来对测绘装置测绘得到的相应待测区域的地形数据进行校验，生成最终地形数据。
15、有益效果在于：通过测绘装置来检测各待测区域的地形数据，有时候因为地形起伏高低，可能地表会存在遮挡，从而导致测绘装置的测绘视野受限，导致测绘数据不准确，本发明通过无人机可以获取初步的地形标识数据，为了确保测绘装置测得的数据的准确性，进一步地，可将获取的初步的地形标识数据用于检验测绘装置测得的地形数据的准确性，检验后生成最终地形数据，从而确保测绘数据的准确性。
16、本发明的另一个方面在于提供一种应用于国土空间规划的地理信息检测方法，包括以下步骤：
17、多个无人机分别对多个待测区域进行地理信息采集，并分别将采集的地理信息远程实时传给中心服务器；
18、通过中心服务器设置的通信质量监测模块，监测各个无人机与中心服务器之间的通信质量；
19、基于各个无人机与中心服务器之间的通信质量进行排序，将通信质量低于系统设定的无人机与选定的通信质量高于系统设定的无人机建立通信连接；
20、通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息将同时传输给选定的无人机，并由选定的无人机远程传给中心服务器，形成第二采集信息；
21、所述中心服务器基于所述第二采集信息，对接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息进行校验。
22、本发明优选的实施方式在于：每个无人机均与地面以设定高度进行飞行，所述中心服务器获取所述无人机飞行轨迹坐标，并基于无人机飞行轨迹坐标对无人机所在待测区域进行初步地形标识。
23、本发明通过上述方法，可提高中心服务器接收各个无人机采集的信息的准确性和可靠性。
技术特征：
1.一种应用于国土空间规划的地理信息系统，包括中心服务器和地理信息采集单元，所述地理信息采集单元包括多个无人机，多个无人机分别对多个待测区域进行地理信息采集，并分别将采集的地理信息远程实时传给中心服务器，其特征在于：所述中心服务器设有通信质量监测模块，所述通信质量监测模块用于监测各个无人机与中心服务器之间的通信质量，并基于各个无人机与中心服务器之间的通信质量进行排序，将通信质量低于系统设定的无人机与选定的通信质量高于系统设定的无人机建立通信连接，通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息将同时传输给选定的无人机，并由选定的无人机远程传给中心服务器，从而形成第二采集信息，所述中心服务器基于所述第二采集信息，对接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息进行校验。
2.根据权利要求1所述的应用于国土空间规划的地理信息系统，其特征在于：所述中心服务器还根据各个待测区域之间的距离来对各个无人机之间的飞行距离进行排序，从而基于通信质量和距离长短两个维度来选定与通信质量低于系统设定的无人机建立通信连接。
3.根据权利要求1所述的应用于国土空间规划的地理信息系统，其特征在于：在每个无人机上均设有测距模块，所述测距模块用于测量无人机所在位置到地面之间的距离，从而使每个无人机均与地面以设定高度进行飞行，所述中心服务器获取所述无人机飞行轨迹坐标，并基于无人机飞行轨迹坐标对无人机所在待测区域进行初步地形标识。
4.根据权利要求3所述的应用于国土空间规划的地理信息系统，其特征在于：其中一个区域的无人机飞行高度高于另一个相邻待测区域的无人机的飞行高度，以使得飞行高度高的无人机在相邻待测区域边界飞行时其采集范围覆盖当前待测区域、边界以及相邻待测区域。
5.根据权利要求4所述的应用于国土空间规划的地理信息系统，其特征在于：当相邻两待测区域的两个无人机同时在边界飞行时，中心服务器发出同步飞行控制信号，地面控制端控制所述两个无人机以相同速度和相互平行的轨迹进行飞行，所述中心服务器接收飞行高度高的无人机传输的图像，并基于每帧图像进行处理识别出的飞行高度低的无人机信息来对采集的各帧图像画面质量进行评估。
6.根据权利要求3所述的应用于国土空间规划的地理信息系统，其特征在于：所述地理信息采集单元还包括多个测绘装置，多个测绘装置分别用于对各个待测区域进行测绘检测，所述中心服务器基于获取的初步地形标识来对测绘装置测绘得到的相应待测区域的地形数据进行校验，生成最终地形数据。
7.应用于国土空间规划的地理信息检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的应用于国土空间规划的地理信息检测方法，其特征在于：每个无人机均与地面以设定高度进行飞行，所述中心服务器获取所述无人机飞行轨迹坐标，并基于无人机飞行轨迹坐标对无人机所在待测区域进行初步地形标识。
技术总结
本发明涉及地理信息采集技术领域，具体涉及应用于国土空间规划的地理信息系统，包括中心服务器和地理信息采集单元，所述地理信息采集单元包括多个无人机，多个无人机分别对多个待测区域进行地理信息采集，并分别将采集的地理信息远程实时传给中心服务器，所述中心服务器设有通信质量监测模块，所述通信质量监测模块用于监测各个无人机与中心服务器之间的通信质量，并基于各个无人机与中心服务器之间的通信质量进行排序，将通信质量低于系统设定的无人机与选定的通信质量高于系统设定的无人机建立通信连接，从而对接收到的通信质量低于系统设定的无人机所采集的地理信息进行校验。以提高中心服务器接收各个无人机采集的信息的准确性。
技术研发人员：张传华,刘力,张凤太,马大来,安佑志
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23