面向GIS的车载空间数据采集系统研究

论文摘要

随着社会经济的高速发展,道路等基础设施日新月异,同时人们对空间数据需求也愈来愈火,要求也愈来愈高。测绘成果必须快速更新,方可使其具备实时、全面、准确等实用特征。现代高科技支持下的移动测量系统(Mobile Mapping System,MMS)就是一种快速采集GIS空间数据的方式。它可以快速获取道路及道路两旁地理实体的空间数据利属性数据。MMS数据采集以其高效率、低成本等优点正成为传统人工测量方法与航空摄影测量方法的有效补充。针对MMS系统以及基于MmS的空间数据采集研究对促进我国测绘领域的研究和提高交通信息化与现代化管理水平都具有重要的理论和应用价值。MMS系统的数据后处理只能在CCD相机摄取的立体影像上进行坐标及距离量测。获得目标地理实体结构化的GIS数据才是最终目标。所以,面向GIS的车载空间数据采集系统研究是MMS数据后处理系统研究的关键内容之一。本文以车载三维数据采集系统3DRMS为研究平台,对MMS系统GIS空间数据采集系统进行研究。主要内容如下:(1)面向GIS的空间数据采集与编辑处理。本文采用Geodatabase为数据存储模型。在Catalog工作模式下实现目标地物特征类的定制。在Map工作模式下从CCD立体影像中直接采集空间地理实体,并在Geodatabase中结构化存储,从而实现目标地物GIS数据的一站式采集。对于属性数据和空间数据的错误提供了方便的编辑功能予以纠正。对于存在信息盲点以及非一次性采集到的地理实体也通过编辑功能完成采集。(2)面向GIS的数据可视化组织与管理。面向GIS数据采集,设计出了Map与Catalog两种互动工作模式。在Map工作模式下以图层方式对自动生成的轨迹点与轨迹线、作业员定制并导入的目标地物特征类以及导入的外源基础GIS数据进行可视化组织与管理。同时将MMS系统所获取的CCD立体影像与轨迹进行动态关联,有效支持基于MMS的GIS数据采集;在Catalog工作模式下,以资源管理器组织项目工作目录,支持采集成果即Geodatabase下特征类的定制以及数据可视化,同时支持轨迹点、轨迹线、项目地图文档以及外源数据的可视化组织与管理。基于上述研究内容,取得的主要研究成果如下:将CCD影像立体量测与GIS空间数据采集与编辑有机集成到同一环境,设计了从CCD立体影像直接采集结构化GIS空间数据的流程,实现了基于MMS的GIS空间数据一站式采集;根据CCD立体影像的空间位置相关性,提出了MMS系统中“CCD立体影像管理地理信息系统”的理念,将MMS系统中获取到的大量CCD立体影像以GIS的方式组织管理。配合GIS空间数据采集,设计并实现了CCD立体影像与MMS轨迹点的动态关联器。其有效提高了基于MMS的GIS空间数据生产效率,缩短了空间数据生产周期,具有很强的适用性。

论文目录

• 图索引
• 表索引
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 移动测图系统（MMS）
• 1.2.2 基于MMS的空间数据采集
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 1.4 论文结构
• 第2章 车载移动测图系统及其数据解析
• 2.1 3DRMS系统简介
• 2.1.1 系统构成
• 2.1.2 3DRMS工作流程
• 2.2 MMS中的坐标系及其关系
• 2.2.1 像方空间坐标系
• 2.2.2 物方空间坐标系
• 2.2.3 坐标系之间的关系
• 2.3 车载空间数据采集系统的标定
• 2.3.1 相机内参数标定
• 2.3.2 相对标定
• 2.3.3 绝对标定
• 2.4 MMS中目标地物三维坐标的解算
• 第3章 面向GIS的空间数据采集与编辑处理
• 3.1 3DRMS系统原始数据及数据预处理
• 3.1.1 原始数据
• 3.1.2 数据预处理
• 3.2 外源数据与当前作业数据的叠置显示
• 3.2.1 作业区轨迹点、轨迹线的自动生成及更新
• 3.2.2 外源数据的加载与叠置显示
• 3.3 面向GIS的空间数据采集与编辑
• 3.3.1 地理对象表达
• 3.3.2 地理数据存取模型选择
• 3.3.3 空间数据采集
• 3.3.4 数据编辑
• 第4章 面向GIS的数据可视化组织与管理
• 4.1 Map工作模式与Catalog工作模式
• 4.2 Map工作模式下数据可视化组织与管理
• 4.2.1 CCD立体影像与当前活动轨迹点的动态显示与管理
• 4.2.2 图层方式数据组织与管理
• 4.2.3 Map工作模式下地图基本操作
• 4.3 Catalog工作模式下数据可视化组织与管理
• 4.3.1 资源管理器方式数据组织与管理
• 4.3.2 数据可视化预览及属性数据浏览
• 4.3.3 预览状态下地图基本操作
• 第5章 3DRMS系统的开发与实现
• 5.1 系统总体设计
• 5.2 系统开发环境介绍
• 5.2.1 组件式软件开发技术
• 5.2.2 基于COM的ArcGIS Engine
• 5.3 系统功能介绍
• 5.3.1 功能概览
• 5.3.2 菜单及工具说明
• 5.4 系统运行实例
• 5.4.1 主界面介绍
• 5.4.2 运行实例
• 第6章 结论与展望
• 6.1 论文结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢