一種地理信息測繪智能規劃方法及系統與流程

本發明涉及數據處理，特別是指一種地理信息測繪智能規劃方法及系統。

背景技術：

1、傳統的地理信息測繪規劃方法，在很大程度上，是依賴于人工經驗和相對簡單的規劃算法。在數據處理環節，這些方法雖然能夠處理一些基礎的地理信息數據，但在充分利用和整合多元化的地理信息數據，如地形高度、坡度以及障礙物分布等方面，還存在一定的提升空間。因此，在規劃流程中，可能會對一些關鍵的地形和障礙物信息的考量不夠全面，進而對測繪路徑的精確度和實施可行性造成一定影響。

2、同時，當面對大規模的地理信息數據時，傳統方法的計算效率可能會受到影響，不一定能完全滿足高實時性和高精度的需求。由于算法復雜度和計算能力的限制，這些方法在進行路徑規劃時，有時可能難以跳出局部最優的限制，進而無法穩定找到全局的最優解。這種情況可能會在一定程度上增加測繪工作的成本，并有可能因路徑規劃的不夠合理而給測繪任務帶來額外的挑戰。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是提供一種地理信息測繪智能規劃方法及系統，可以提高測繪路徑規劃的準確性和效率。

2、為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

3、第一方面，一種地理信息測繪智能規劃方法，所述方法包括：

4、獲取待測繪區域的地理信息數據，包括地形、障礙物和可行走路徑；

5、對地理信息數據進行預處理，以得到預處理后的地理信息數據；

6、根據預處理后的地理信息數據，隨機生成一個初始的測繪路徑規劃，作為當前解；

7、確定初始溫度、終止溫度，以及每個溫度的迭代次數，在當前溫度下，通過隨機交換當前路徑規劃中的兩個點來生成新解；

8、確定用于評價路徑規劃優劣的目標函數，根據目標函數，計算當前解和新解的目標函數值，如果新解的目標函數值優于當前解，則用新解替換當前解；

9、在每個溫度下重復操作，直到達到該溫度下的迭代次數，按照設定的溫度下降率降低溫度，重復步驟，直到溫度降至終止溫度；

10、當溫度降至終止溫度后，以得到最終的規劃路徑；

11、將最終的規劃路徑輸出至測繪設備。

12、進一步的，獲取待測繪區域的地理信息數據，包括：

13、根據待測繪區域的范圍，隨機生成一組初始的地理信息數據收集點，以構成初始種群，每個收集點代表一個具體的地理位置；

14、定義一個用于評價每個收集點的優劣的評估函數；

15、從當前種群中確定對應的個體，并進行交叉操作，以產生新的個體；

16、對新的個體進行變異操作，重復操作，直到達到預設的迭代次數，以得到最終的收集點集合；

17、根據最終的收集點集合，使用測繪設備獲取實際的地理信息數據。

18、進一步的，評估函數的計算公式為：

19、；

20、其中，表示點的交通密度，表示為交通流量與道路容量的比值；、和表示系數；代表對交通流通性的重視程度；表示點到特定點的距離；表示參考點的總數；表示特定基準點；表示系數；其中，，表示道路擁堵指數；表示事故頻率；和表示權重。

21、進一步的，對地理信息數據進行預處理，以得到預處理后的地理信息數據，包括：

22、將對地理信息數據進行清洗，以得到清洗后數據；

23、根據數據類型和來源，將清洗后數據分為不同的類別，對于每一類數據，提取關鍵特征，關鍵特征包括地形的高度、坡度、道路的寬度和交通流量；

24、處理空間數據，將不同類型的數據圖層進行疊加分析，根據空間位置關系將相關特征進行融合；

25、對于非空間屬性數據，通過統計分析進行融合；

26、根據數據的相關性，為每個屬性分配權重，并使用加權平均計算融合后的屬性值，以得到融合后的地理信息數據集；

27、對融合后的地理信息數據集進行濾波，以得到預處理后數據。

28、進一步的，根據數據類型和來源，將清洗后數據分為不同的類別，包括：

29、確定聚類數目k，從清洗后的數據中，確定用于聚類的特征；

30、初始化k個聚類中心，隨機確定清洗后的數據中的k個點作為初始中心；

31、將清洗后的數據中的每個數據點分配至對應的聚類中心，形成k個初始聚類，重新計算每個聚類的中心，重復步驟，直到達到預設的迭代次數，以得到聚類結果；

32、根據聚類結果，將清洗后數據分為k個類別。

33、進一步的，處理空間數據，將不同類型的數據圖層進行疊加分析，根據空間位置關系將相關特征進行融合，包括：

34、為地形高度圖層和坡度圖層分別確定對應的權重；

35、遍歷每個像素位置，根據兩個圖層各自的權重和原始像素值進行加權計算，得到新圖層的像素值；

36、根據新圖層的像素值，創建一個新的空白圖層來存儲合并后的數據，將計算得到的新像素值填充到新圖層的相應位置。

37、進一步的，目標函數的計算公式為：

38、；

39、其中，是路徑上的點數；是路徑中第點到最近障礙物的距離；是障礙物的安全半徑；表示從點到點的地形起伏成本；表示路徑中的每一段；是路徑的總長度；、和是權重系數。

40、第二方面，一種地理信息測繪智能規劃系統，包括：

41、獲取模塊，用于獲取待測繪區域的地理信息數據，包括地形、障礙物和可行走路徑；

42、預處理模塊，用于對地理信息數據進行預處理，以得到預處理后的地理信息數據；

43、初始化模塊，用于根據預處理后的地理信息數據，隨機生成一個初始的測繪路徑規劃，作為當前解；

44、交換模塊，用于確定初始溫度、終止溫度，以及每個溫度的迭代次數，在當前溫度下，通過隨機交換當前路徑規劃中的兩個點來生成新解；

45、計算模塊，用于確定用于評價路徑規劃優劣的目標函數，根據目標函數，計算當前解和新解的目標函數值，如果新解的目標函數值優于當前解，則用新解替換當前解；

46、迭代模塊，用于在每個溫度下重復操作，直到達到該溫度下的迭代次數，按照設定的溫度下降率降低溫度，重復步驟，直到溫度降至終止溫度；當溫度降至終止溫度后，以得到最終的規劃路徑；

47、發送模塊，用于將最終的規劃路徑輸出至測繪設備。

48、第三方面，一種計算設備，包括：

49、一個或多個處理器；

50、存儲裝置，用于存儲一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執行，使得所述一個或多個處理器實現所述的方法。

51、第四方面，一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質中存儲有程序，該程序被處理器執行時實現所述的方法。

52、本發明的上述方案至少包括以下有益效果。

53、該方法通過智能算法自動進行路徑規劃，減少了人工干預和手動規劃的需求，提高了工作效率。通過預處理地理信息數據，該方法能夠更精確地了解待測繪區域的地形、障礙物和可行走路徑，從而生成更優化的測繪路徑。通過模擬退火算法（由初始溫度、終止溫度、溫度迭代等步驟表明），該方法能夠在不同的地理信息環境下靈活調整路徑規劃，找到相對最優解，增強了測繪路徑規劃的適應性。

54、通過不斷優化路徑，該方法能夠減少測繪過程中的行走距離和時間，從而提高測繪工作的整體效率。優化的路徑規劃意味著測繪設備能夠在更短的時間內完成更多工作，從而降低了人力、物力和時間成本。通過避免障礙物和不利地形，該方法能夠確保測繪路徑的可靠性和安全性，減少設備損壞和人員安全風險。