浅谈智能移动终端在国土三调中的应用 郭守团

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:郭守团
[导读] 摘要:我国第三次国土调查工作是一项十分重要的工作,智能移动终端在此次工作中发挥了积极的作用,为国土三调提供了必要的信息,同时国土三调工作也对智能移动测量系统提出了更高的要求,发展出了更多的测绘新技术。
        沂南县自然资源和规划局  山东沂南  276300
        摘要:我国第三次国土调查工作是一项十分重要的工作,智能移动终端在此次工作中发挥了积极的作用,为国土三调提供了必要的信息,同时国土三调工作也对智能移动测量系统提出了更高的要求,发展出了更多的测绘新技术。本文主要就智能移动终端在国土三调中的应用进行分析探讨。
        关键词:智能移动终端;国土三调;实践应用
        科学的土地资源管理工作中要运用到先进的测绘技术,想要提升国土资源管理工作的质量,必须不断提升测绘技术的水平,不断发展测绘新技术。相对于传统的测绘技术来说,智能移动终端利用先进的计算机技术和定位技术等技术进行更加准确清晰的测量与绘制,能够提高数据的准确性和可靠性,保证国土资源管理工作的顺利进行。
        1移动智能终端简介
        1.1移动智能终端定义
        移动智能终端指具有操作系统,能够通过移动通信技术实现网络接入,通过下载安装应用软件和数字内容能为用户提供服务的移动终端产品,通常指智能手机及平板电脑。
        1.2移动智能终端特性
        (1)体积小、易携带。移动智能终端为方便移动中使用,体积设计相对较小,携带非常方便。(2)普及性强。无论在生活上还是工作上,移动终端随处可见,应用范围覆盖广。(3)高速接入网络能力。能够快速接入4G/5G、Wi-Fi等无线网络,从而实现数据的高速传输。(4)应用模式的开放性。可以灵活安装和卸载各种应用程序和数字内容,承载各式各样的应用服务,灵活扩展了移动终端的功能。(5)强大的计算能力。目前的移动智能终端已具有强大的数据处理计算能力,能够满足数据快速处理的需求。(6)丰富的人机交互功能。触摸屏、语音识别、传感输入等交互技术使得终端的操作及应用更加便捷和智能。
        1.3移动测量系统优点
        (1)独立测、成图系统。由于移动测量系统的测量成果是反映实物实景的点云数据,这些点云数据都是实时获取的,在成图过程中,无需借助地图和草图即可完成成图。(2)成果全面准确。移动测量系统获取的是实时点云数据,这些点云数据包含各种信息,如空间坐标、矢量数据及连续的三维图像数据链,全面完整,精度也能满足国家规范要求。(3)有效融合其他来源数据。移动测量获得的数据可以通过后台处理软件,与航片、卫片及传统地形图进行有效融合,从而生成信息更为全面的地理信息系统。(4)集成度高,外表美观。可随时更换搭载平台,无需再次检校。(5)高效性。移动测量系统有自己的移动平台,在实际作业中,移动载体可以一定的速度完成外业测图工作,避免了人工作业。另外,在作业过程中,可通过各种数据处理软件对所采集的数据进行初步编辑处理。与传统测量方法相比,MSS作业效率明显提高。(6)数据成果现势性好。移动测量系统所获取的点云数据信息是通过卫星实时获取的,所以具有很好的现势性。(7)低人工成本,节约劳动力资源。传统测量方法要完成一个测图工作,需要大量的外业采集,工作强度大,且需要大量的技术人员参与。与之相比,移动测量系统集成度高,人工操作少。(8)劳动强度小,安全、舒适。移动测量系统有自己的移动平台,作业人员无需自己步行作业,在移动平台(车载式)或操作中心(机载式)即可完成工作,既安全又舒适。
        2智能移动终端在国土三调中的应用
        2.1外业采集
        2.1.1前期规划
        在现场作业前,需要收集测区情况、天气环境和已知点坐标等资料,必要时还需布设采集控制点坐标。无论车载还是机载,都需按照收集到的资料情况合理规划路线或航线。在规划车载路线时,尽量避免重复采集,可减少点云分层现象,同时提高采集效率。在规划机载航线时,需按照精度需求和测区环境布设,如采集带状地形时尽量规划为往返航线,可充分采集测区侧面信息;采集房屋建筑区需按建筑分布规划“井”字航线,如测区面积较大,需考虑分块布设航线及航线间的重叠等问题。


        不同测程的设备在规划中需考虑设备量测距离和功率因素,按精度要求设置路线行进速度(飞行速度)、飞行高度、扫描速度、扫描频率及重叠度等具体参数。在精度要求较高,或者GNSS信号较弱时,需要考虑控制点布设,控制点不仅可作为点云数据纠正,也可验证点云数据精度。控制点布设一般规律是在带状地形两端布设,中间平均布设;块状地形端点布设,内部均匀布设;地形变化大的地方增加控制点数量,控制点密度视精度要求而定。在道路采集中一般选取道路指示标的箭头为控制点,在城区一般选取棱状直角为控制点,自己布设时寻找和地物反射差异大的材料制作成圆形缺角图案,选取缺角为控制点。
        在高强度反射物较多的地区,如太阳能热水器较多的农村、水面较多的坑塘等地区,为减少噪点,可选择夜晚进行数据采集。
        2.1.2数据采集
        数据采集大致分为移动端和地面端,移动端需采集激光数据、IMU数据及GPS数据;地面端需采集GPS静态数据。首先需要在已知点架设好基站,设置采样间隔。基站控制范围视精度而定。基站间距越大,后差分数据精度越低,所以基站的架设视精度和实际情况而定。
        基站正常工作后,可启动移动端,设备在地面按厂家规定的静置时间初始化完成后便可进行数据采集。其中,车载采集时需要注意按街道划分工程文件,在车辆行驶过程中尽量避免和同向车辆并行从而避免点云空洞的出现,在等待红灯或需要停车时停止数据采集,减少数据冗余。机载采集时先按规划好的航线上传给飞机,起飞后观察无异常再执行任务航线,其间只需观察飞机姿态及电量等飞行平台相关参数即可。
        控制点采集可与点云数据采集同步进行。但自己布设控制点需要提前采集,采集的坐标系为成果坐标系即可。
        2.1.3数据预处理
        使用相关软件进行POS解算,使用两套设备采集的产业园区数据解算所用时间相同,即数据处理效率上无明显差异。预处理完成后,需要大致检查点云分层情况及数据质量情况,如数据不达标则重复进行以上操作。
        2.2内业处理
        每套硬件系统需使用配套的点云融合软件,软件可以将激光雷达的数据与高精度位置和姿态数据进行融合,实现时间配准与空间配准,进行数据格式转换、去除异常点、滤波、点云分类、点云裁剪、合并、数据分块、坐标转换等。
        利用移动测量系统组合导航模块解算出来POS数据,将三维激光扫描仪原始扫描文件中基于设备坐标系的扫描点坐标转换到大地坐标系,支持拉框放大、拉框缩小、飞行浏览、快速浏览、全景浏览等多个浏览功能,并对点云按照不同要求进行渲染和过滤。按POS高度过滤是根据扫描头轨迹点高度来过滤点云数据,计算当前点的高程是否大于或小于对应扫描头高度与指定过滤高度之和,过滤后的点将会被选中。通过这种方式进行点云过滤,地面特征数据的提取会更加容易。轨迹菜单提供基于控制点的POS纠偏功能,对于融合后达不到精度要求的采集数据,可通过内业圈点工具进行手工圈点,再导出为控制点交由外业人员重新采集,再将外业人员新采集的控制点坐标导入融合软件纠偏,对POS数据进行更新后再重新融合。此纠偏流程可以循环操作,直至融合数据达到精度要求为止。自带质检菜单,包括数据完整性检查、POS异常检查、高差质量检查、点云密度质量检查、航带重叠分析、航带质量检查等,为数据的工序间衔接提供质量保证。
        结束语
        在进行国土资源管理的过程中,智能移动终端在多项工作中都发挥着巨大的作用,是现在测绘管理行业必须掌握的重要技术。在正在进行的国土三调工作项目中,智能移动终端的应用不仅提高了测绘工作人员的工作效率,同时也为我们提供了准确的土地利用与变更等信息,让我们更好的了解国土资源的具体情况。
        参考文献:
        [1]何宗,曾攀,吕帅.时空信息调查智能移动终端系统的设计与实现[J].地理空间信息,2016,14(5):18-20.
        [2]丛晓孺,潘红汐,赵贵阳.移动GIS在土地调查中的应用研究[J].矿山测量,2017,45(2):86-89.
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