關(guān)于野外信息采集系統設計的論文

　　1系統設計

　　1.1系統目標

　　該系統針對工程地質(zhì)自身特點(diǎn)，立足于現有的攝影地質(zhì)編錄系統，實(shí)現地質(zhì)編錄輔助數據野外采集的數字化，采集數據的有效管理，以及采集數據與桌面攝影測量系統的無(wú)縫銜接。

　　1.2系統總體設計

　　本系統由PDA端野外地質(zhì)信息采集軟件和PC端影像地質(zhì)編錄輔助處理軟件兩部分組成。系統總體框架結構。

　　1.3數據庫設計

　　系統數據庫設計的目標是建立科學(xué)、高效的數據組織與管理體系，以實(shí)現工程地質(zhì)編錄數據的有效統一管理，提高系統載入、記錄、查詢(xún)、編輯等的工作效率。系統數據類(lèi)型包括影像數據、圖形數據和屬性數據，對應影像、圖形、屬性數據庫。數據庫設計主要內容包括數據編碼體系的建立和數據表設計。系統采用Acess和SQLServer數據庫來(lái)存儲和管理編錄數據及成果。并基于A(yíng)DO(ActiveXDataObjects)組件技術(shù)，實(shí)現對數據庫的查詢(xún)和統計。

　　1.3.1數據編碼體系

　　為了實(shí)現數據的有效管理，需對數據進(jìn)行統一編碼，建立空間數據與屬性數據的唯一對應關(guān)系，提高數據管理效率。系統的編碼體系如下:

　　(1)編錄底圖影像數據編碼

　　主標識碼次標識碼XXXXXXXXXXXXX+XXXX工程名稱(chēng)工程部位平臺高程坡段代碼+采集影像序列號如:SKY04132250044+05其中:主標識碼作為影像數據管理的基本單位，用于單項工程(或樁號)內影像數據的管理，為影像拼接提供依據。次標識碼為影像序列號，用于標識單張影像。將兩級標識連接，則構成單張影像的標識。由此可見(jiàn)，通過(guò)數據編碼可以保證編錄底圖的唯一性，便于與其中的空間數據形成一一對應的映射關(guān)系。

　　(2)圖形數據編碼

　　野外影像地質(zhì)編錄圖的圖形數據單位為地質(zhì)構造點(diǎn)、線(xiàn)、面數據，對應實(shí)體屬性構成的屬性表。地層、風(fēng)化分帶、結構面(線(xiàn))、節理裂隙、影像控制點(diǎn)、監測點(diǎn)等均為地質(zhì)實(shí)體單位，是圖形數據庫的最小實(shí)體單位。圖形數據標識碼為:一級標識+地質(zhì)類(lèi)(面、線(xiàn))序列號(分類(lèi)編號)。

　　1.3.2數據庫表設計

　　系統數據表包括影像數據表、圖形成果數據表和地質(zhì)實(shí)體屬性表。地質(zhì)實(shí)體數據表主要有地層數據表、結構面數據表、節理裂隙數據表、風(fēng)化分帶數據表、監測點(diǎn)數據表、影像控制點(diǎn)測量成果數據表。由于野外編錄環(huán)境一般比較惡劣，因此在保證對地質(zhì)要素描述詳盡、準確以及與桌面攝影地質(zhì)編錄銜接的基礎上，對桌面攝影地質(zhì)編錄系統的實(shí)體屬性表進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化，減少了一些非主要字段，并根據工程實(shí)踐經(jīng)驗，設置缺省值與可選項，從而提高野外編錄的效率。

　　1.4系統功能模塊設計系統包括PDA端野外地質(zhì)信息采集系統和PC端影像地質(zhì)編錄輔助處理系統兩部分。

　　1.4.1PDA野外地質(zhì)信息采集系統模塊設計

　　(1)地質(zhì)底圖載入模塊

　　該模塊主要用于將野外拍攝的工程高分辨率影像載入工作區，作為地質(zhì)要素添加標記的底圖。該模塊包括影像壓縮和影像拼接兩個(gè)子模塊�？紤]到現場(chǎng)信息采集對影像分辨率要求不高及PDA硬件限制，采用金字塔技術(shù)對影像進(jìn)行壓縮，克服了由影像尺寸過(guò)大帶來(lái)的運行速度過(guò)慢的問(wèn)題。實(shí)際工程應用中，編錄的對象是工程地質(zhì)邊坡等連續大場(chǎng)景，但普通相機視場(chǎng)角較小，所獲得的'單張影像僅為工程的一部分。因此，需要對所獲得的單張影像進(jìn)行拼接，獲取目標場(chǎng)景連續的大視場(chǎng)影像作為編錄底圖，從而完整、準確地編錄整個(gè)工程的地質(zhì)要素。該模塊采用仿射不變量技術(shù)實(shí)現多視點(diǎn)寬基線(xiàn)平面邊坡影像自動(dòng)拼接，對于拍攝角度變化不大的豎直坡面影像，采用附加雙向匹配幾何一致性約束的SIFT算法進(jìn)行處理;對于拍攝角度變化較大的非豎直坡面影像，采用基于幾何糾正的SIFT算法處理，拼接結果較好。通過(guò)影像自動(dòng)拼接提高了編錄信息的準確性及編錄工作效率。

　　(2)地質(zhì)要素添加模塊

　　該模塊主要用于添加各類(lèi)地質(zhì)要素，采用選單方式進(jìn)行設計，操作簡(jiǎn)單�？紤]到用戶(hù)對地質(zhì)屬性的未來(lái)擴展及采集數據與PC機攝影編錄系統的無(wú)縫銜接，定義了代碼屬性庫的概念。各種點(diǎn)、線(xiàn)狀地物的特性均受代碼庫控制(代碼庫向用戶(hù)開(kāi)放)，用戶(hù)可根據自身需要設置代碼，用代碼控制其圖層、顏色、線(xiàn)形、線(xiàn)寬等實(shí)體特性，進(jìn)行刪除、轉換等編輯操作。方便地物信息提取和相互轉換，為地質(zhì)信息入庫創(chuàng )造了有利條件。

　　(3)地質(zhì)要素瀏覽及編輯模塊

　　該模塊主要包括對已錄入的地質(zhì)要素實(shí)體的編輯，如修改、刪減多段線(xiàn)節點(diǎn)，移動(dòng)點(diǎn)狀、線(xiàn)狀地物的空間位置等;還包括對地質(zhì)要素的屬性的修改，如修改一條節理裂隙線(xiàn)的節理室內編號、節理性質(zhì)、起伏差、填充狀況等。

　　(4)系統數據維護模塊

　　用戶(hù)可通過(guò)該模塊中對數據表、數據字段進(jìn)行設置，如添加新數據表、在已有數據表中添加新字段等。

　　1.4.2PC端影像地質(zhì)編錄輔助處理系統模塊設計

　　現場(chǎng)編錄完成后，在室內將PDA中的工作區傳入PC端，通過(guò)PC端影像地質(zhì)編錄輔助處理軟件對野外編錄數據進(jìn)行查詢(xún)、瀏覽及編輯，將數據無(wú)縫匯入攝影地質(zhì)編錄系統工作環(huán)境中，避免傳統圖紙作業(yè)方式因人工匯整、重新輸入而產(chǎn)生的錯誤，提高編錄速度。

　　(1)地質(zhì)信息編錄模塊

　　該模塊可將PDA采集的地質(zhì)編錄文件載入PC端處理軟件，在室內以工程樁段為單位進(jìn)行多張影像地質(zhì)要素的集中檢查、合并、補充、刪除等處理。

　　(2)CAD編輯模塊

　　該模塊主要功能是將編錄結果導入CAD中，在CAD環(huán)境下對編錄結果進(jìn)行編輯、整飾，添加地質(zhì)符號及說(shuō)明文字，輸出編錄圖等編錄結果數據。

　　2系統實(shí)現系

　　統PDA端采集軟件以EVC＆MapX為開(kāi)發(fā)平臺，充分利用了MapXMobile的技術(shù)優(yōu)勢，確保系統界面的美觀(guān)實(shí)用以及用戶(hù)操作的靈活方便。PC端輔助處理軟件以VB為開(kāi)發(fā)平臺，集成MapInfo的開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行開(kāi)發(fā)。同時(shí)，利用AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)VBA編程，開(kāi)發(fā)系統的圖形輸出子系統，并建立地質(zhì)編錄圖形、圖像、屬性數據庫，開(kāi)發(fā)數據庫查詢(xún)、維護、輸出系統。

　　3系統工程應用實(shí)例

　　本系統在向家壩等大型水電工程中得到全面應用。在進(jìn)行野外數據采集時(shí)，首先利用數碼相機或PDA拍攝工程現場(chǎng)影像資料，并在PDA上完成條帶單張影像拼接，獲得大視場(chǎng)整幅影像作為影像地質(zhì)編錄底圖。然后進(jìn)行地質(zhì)編錄輔助信息采集，用工程實(shí)踐證明，本系統可快速、精確地在工程現場(chǎng)獲取地質(zhì)信息，實(shí)用性強。且系統所獲取的數據內業(yè)處理時(shí)能與地質(zhì)編錄數字攝影測量系統無(wú)縫銜接，有效提高了數據管理效率，輔助完成攝影地質(zhì)編錄工作。

　　4結語(yǔ)

　　影像地質(zhì)編錄野外信息采集系統不僅實(shí)現了施工現場(chǎng)地質(zhì)編錄輔助數據的現場(chǎng)快速信息化采集和采集數據的有效管理，而且實(shí)現了采集數據與PC端影像地質(zhì)編錄輔助處理軟件的無(wú)縫連接。系統協(xié)同攝影地質(zhì)編錄系統，解決了由現有手工地質(zhì)編錄方法的不足所帶來(lái)的勞動(dòng)強度高、作業(yè)周期長(cháng)、信息反饋慢、編錄幾何精度低以及操作不便等多種難題。系統可廣泛PDA在底圖上標注構造線(xiàn)等地質(zhì)信息，在工程現場(chǎng)以數字化方式完成露頭、巖層填充物等信息采集工作，并將相關(guān)的屬性數據保存到數據庫內，為室內影像地質(zhì)編錄提供參考依據。最后進(jìn)行內業(yè)數據處理，直接將這些數據導入到桌面的攝影地質(zhì)編錄系統，通過(guò)一定的整理，生成編錄成果圖，如圖4所示，同時(shí)可對整個(gè)與邊坡相關(guān)的數據進(jìn)行統一管理。用于高邊坡、硐室、基坑等工程的現場(chǎng)信息采集，為地質(zhì)編錄野外信息采集提供了新的手段。

【野外信息采集系統設計的論文】相關(guān)文章：

數據采集系統設計研究論文10-26

用電信息采集系統在電力營(yíng)銷(xiāo)的運用論文04-26

虛擬聲學(xué)信號采集系統設計論文11-21

電力營(yíng)銷(xiāo)采集與監控信息系統探討論文04-26

遠動(dòng)系統及數據采集論文07-11

機電能量信息采集論文04-26

小水電信息數據采集監控系統研究論文10-27

酒店信息管理系統設計論文01-07

公辦初中報名信息采集系統網(wǎng)址12-27