一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法

本發(fā)明涉及交通，具體為一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、遙感影像是通過(guò)遙感技術(shù)獲取的地球表面或大氣層中物體的圖像數(shù)據(jù)，主要通過(guò)遙感平臺(tái)上的傳感器來(lái)獲?。浑S著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感影像應(yīng)用在人們生活的方方面面，通過(guò)遙感圖像監(jiān)測(cè)地表覆蓋變化、水體污染、空氣質(zhì)量等環(huán)境問(wèn)題；利用遙感圖像尋找礦產(chǎn)資源、水資源等自然資源；評(píng)估農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況、監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害、規(guī)劃農(nóng)田灌溉等；分析城市擴(kuò)張、交通網(wǎng)絡(luò)、綠地分布等城市規(guī)劃要素；快速獲取災(zāi)害發(fā)生地的圖像信息，為災(zāi)害救援和評(píng)估提供支持等等。

2、在交通領(lǐng)域中，顯示器設(shè)備的巡檢常常是工作人員在固定時(shí)間對(duì)顯示器設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)，這種巡檢方式消耗大量的人力物力，進(jìn)而，如何結(jié)合遙感影像技術(shù)來(lái)提高巡檢效率和減少人力物力的損耗成為我們需要研究的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理方法，該方法包括以下步驟：

4、步驟s1：構(gòu)建顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，所述顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)包括顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)和顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)；

5、步驟s2：獲取巡檢機(jī)器人到達(dá)顯示器設(shè)備的路況信息，選擇最佳路線運(yùn)行到顯示器設(shè)備的位置處，并通過(guò)遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像；

6、步驟s3：在遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像前，構(gòu)建多元線性回歸模型，更新顯示器設(shè)備的采集頻率，采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像；

7、步驟s4：提取顯示圖像，在遙感影像上作相同位置像素點(diǎn)的映射，計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值；當(dāng)誤差值大于等于誤差閾值時(shí)，將顯示器設(shè)備的位置信息發(fā)送給控制中心，反饋檢測(cè)結(jié)果異常，并預(yù)警維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修評(píng)估；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，則觸發(fā)二次預(yù)警，提醒管理員顯示器設(shè)備未進(jìn)行維修評(píng)估。

8、進(jìn)一步的，所述步驟s1的具體實(shí)施過(guò)程包括：

9、構(gòu)建顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，所述顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)和顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)；所述顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)包括顯示器設(shè)備顯示圖像和位置信息；所述顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度和光照強(qiáng)度；所述顯示器設(shè)備固定設(shè)置在交通路線邊上，用于顯示交通信息。

10、進(jìn)一步的，所述步驟s2的具體實(shí)施過(guò)程包括：

11、步驟s2.1：基于顯示器設(shè)備的位置信息，連接車聯(lián)網(wǎng)以獲取巡檢機(jī)器人到達(dá)顯示器設(shè)備的路況信息，所述路況信息為各路段的車輛平均速度，所述巡檢機(jī)器人外置有遙感平臺(tái)、溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器，所述遙感平臺(tái)用于采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像，所述溫度傳感器用于采集顯示器設(shè)備位置處環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度，所述光照強(qiáng)度傳感器用于采集顯示器設(shè)備位置處的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度；

12、步驟s2.2：構(gòu)建路線集s＝{sn|n∈(1，n)}，sn表示第n條路線，n表示路線的總數(shù)；

13、步驟s2.3：根據(jù)路口將路線sn進(jìn)行分段，構(gòu)建路段集lm表示第m條路段的長(zhǎng)度，m表示路線sn分段的總數(shù)；

14、步驟s2.4：基于路線sn的路況信息，計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)第m條路段的運(yùn)行速度計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)第m條路段所需的時(shí)長(zhǎng)計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)路線sn所需的時(shí)長(zhǎng)其中，vmax表示巡檢機(jī)器人的最大運(yùn)行速度，表示第m條路段車輛平均速度；

15、步驟s2.5：計(jì)算用時(shí)最短的路線并記為最佳路線，巡檢機(jī)器人按照最佳路線運(yùn)行到顯示器設(shè)備的位置處，并通過(guò)遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像。

16、所述路線的選擇決定了巡檢時(shí)間的長(zhǎng)短，選擇最佳路線可以節(jié)約巡檢時(shí)間，同時(shí)增加巡檢機(jī)器人的利用率，使巡檢機(jī)器人能夠使用最短時(shí)間完成指定任務(wù)；由于不同路口的車道寬度、車道數(shù)、路面狀況和車速限制不同，導(dǎo)致不同路口的通行能力也不同，因而需要連接車聯(lián)網(wǎng)以獲取巡檢機(jī)器人到達(dá)顯示器設(shè)備的路況信息，如各路段的車輛平均速度。

17、進(jìn)一步的，所述步驟s3的具體實(shí)施過(guò)程包括：

18、步驟s3.1：在遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像前，將實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理，其中，f表示歸一化的溫度值，f表示實(shí)時(shí)溫度，f0表示采集的最佳環(huán)境溫度，g表示歸一化的光強(qiáng)值，g表示實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度，g0表示采集的最佳環(huán)境光照強(qiáng)度；

19、步驟s3.2：構(gòu)建多元線性回歸模型，動(dòng)態(tài)分析遙感影像的清晰度，并進(jìn)行迭代處理，表達(dá)公式為：p＝α1ec+α2e-f+α3e-g+α4，其中，p表示遙感影像的清晰度，c表示采集頻率，α1、α2、α3表示預(yù)設(shè)的回歸系數(shù)，α4表示預(yù)設(shè)的采集頻率影響下的隨機(jī)誤差；

20、令c＝c+1，返回多元線性回歸模型，迭代更新清晰度p，預(yù)設(shè)清晰度閾值，若更新后的清晰度大于等于清晰度閾值，則迭代停止，遙感平臺(tái)按照迭代更新時(shí)的采集頻率來(lái)采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像。

21、采集的圖像清晰度與環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度和采集頻率密切相關(guān)，在高溫環(huán)境下，圖像會(huì)產(chǎn)生更多的噪點(diǎn)；圖像采集設(shè)備在高溫下活動(dòng)增加，產(chǎn)生更多的隨機(jī)信號(hào)，這些隨機(jī)信號(hào)會(huì)干擾圖像信號(hào)，導(dǎo)致圖像清晰度下降；光照強(qiáng)度直接影響圖像的亮度和對(duì)比度；適當(dāng)?shù)墓庹湛梢源_保圖像明亮、清晰，在強(qiáng)光條件下，圖像采集設(shè)備接收到的光信號(hào)更多，轉(zhuǎn)換出的電信號(hào)也更強(qiáng)從而得到更亮的圖像，但是過(guò)強(qiáng)的光照可能導(dǎo)致圖像出現(xiàn)過(guò)飽和現(xiàn)象，即像素值達(dá)到或超過(guò)圖像采集設(shè)備的最大量程，造成圖像細(xì)節(jié)丟失和色彩失真；圖像的采集頻率是衡量圖像清晰度的重要指標(biāo)，采集頻率越高，圖像采集設(shè)備每秒采集的圖像幀數(shù)就越多，這意味著能夠捕捉到更多的細(xì)節(jié)信息；在細(xì)節(jié)豐富的場(chǎng)景中，高采集頻率能夠確保圖像的細(xì)節(jié)得到完整保留，從而提高圖像的清晰度；而在環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度和采集頻率中，環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度是不可控的，因此可以通過(guò)改變采集頻率來(lái)提高清晰度。

22、進(jìn)一步的，所述步驟s4的具體實(shí)施過(guò)程包括：

23、步驟s4.1：調(diào)取顯示圖像，并在顯示圖像上捕捉像素點(diǎn)(i，j)，i和j分別表示像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值，獲取顯示圖像上像素點(diǎn)(i，j)處的像素值，記為y2(i，j)；基于像素點(diǎn)(i，j)，在遙感影像上作相同位置像素點(diǎn)的映射，將在遙感影像上映射的像素點(diǎn)處的像素值，記為y1(i，j)；

24、步驟s4.2：計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值：其中，m表示顯示圖像的長(zhǎng)度，n表示顯示圖像的寬度；

25、預(yù)設(shè)誤差閾值，當(dāng)誤差值大于等于誤差閾值時(shí)，將顯示器設(shè)備的位置信息發(fā)送給控制中心，反饋檢測(cè)結(jié)果異常，并預(yù)警維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修評(píng)估；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，則觸發(fā)二次預(yù)警，提醒管理員顯示器設(shè)備未進(jìn)行維修評(píng)估。

26、計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值的目的是判定顯示器設(shè)備的顯示圖像是否存在異常，如顯示圖像缺失和顯示圖像存在異常斑點(diǎn)等都會(huì)導(dǎo)致遙感影像與顯示圖像的誤差值變大；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，需要再次預(yù)警維修人員，防止出現(xiàn)維修人員遺漏該檢測(cè)結(jié)果的情況。

27、一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、路線規(guī)劃模塊、圖像采集模塊和預(yù)警模塊；

28、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)和顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)；

29、所述路線規(guī)劃模塊包括路線規(guī)劃單元和最佳路線選擇單元，用于選擇最佳路線到達(dá)顯示器設(shè)備位置；

30、所述圖像采集模塊，用于計(jì)算顯示器設(shè)備的采集頻率，對(duì)顯示器設(shè)備進(jìn)行圖像采集，并將圖像預(yù)處理；

31、所述預(yù)警模塊包括誤差單元和預(yù)警單元，通過(guò)提取顯示圖像，在遙感影像上作相同位置像素點(diǎn)的映射，計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值；當(dāng)誤差值大于等于誤差閾值時(shí)，將顯示器設(shè)備的位置信息發(fā)送給控制中心，反饋檢測(cè)結(jié)果異常，并預(yù)警維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修評(píng)估；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，則觸發(fā)二次預(yù)警，提醒管理員顯示器設(shè)備未進(jìn)行維修評(píng)估。

32、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于構(gòu)建顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)，所述顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)和顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)；所述顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)包括顯示器設(shè)備顯示圖像、位置信息和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述顯示器設(shè)備環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度和光照強(qiáng)度。

33、進(jìn)一步的，所述路線規(guī)劃模塊包括路線規(guī)劃單元和最佳路線選擇單元；

34、所述路線規(guī)劃單元，通過(guò)顯示器設(shè)備的位置信息，連接車聯(lián)網(wǎng)以獲取巡檢機(jī)器人到達(dá)顯示器設(shè)備的路況信息，所述路況信息為各路段的車輛平均速度，所述巡檢機(jī)器人外置有遙感平臺(tái)、溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器，所述遙感平臺(tái)用于采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像，所述溫度傳感器用于采集顯示器設(shè)備位置處環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度，所述光照強(qiáng)度傳感器用于采集顯示器設(shè)備位置處的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度；構(gòu)建路線集s＝{sn|n∈(1，n)}，sn表示第n條路線，n表示路線的總數(shù)；

35、所述最佳路線選擇單元，根據(jù)路口將路線sn進(jìn)行分段，構(gòu)建路段集lm表示第m條路段的長(zhǎng)度，m表示路線sn分段的總數(shù)；基于路線sn的路況信息，計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)第m條路段的運(yùn)行速度計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)第m條路段所需的時(shí)長(zhǎng)計(jì)算巡檢機(jī)器人通過(guò)路線sn所需的時(shí)長(zhǎng)其中，vmax表示巡檢機(jī)器人的最大運(yùn)行速度，表示第m條路段車輛平均速度；計(jì)算用時(shí)最短的路線并記為最佳路線，巡檢機(jī)器人按照最佳路線運(yùn)行到顯示器設(shè)備的位置處，并通過(guò)遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像。

36、進(jìn)一步的，所述圖像采集模塊，在遙感平臺(tái)采集顯示設(shè)備顯示圖像的遙感影像前將實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度進(jìn)行歸一化處理，其中，f表示歸一化的溫度值，f表示實(shí)時(shí)溫度，f0表示采集的最佳環(huán)境溫度，g表示歸一化的光強(qiáng)值，g表示實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度，g0表示采集的最佳環(huán)境光照強(qiáng)度；構(gòu)建多元線性回歸模型，動(dòng)態(tài)分析遙感影像的清晰度，并進(jìn)行迭代處理，表達(dá)公式為：p＝α1ec+α2e-f+α3e-g+α4，其中，p表示遙感影像的清晰度，c表示采集頻率，α1、α2、α3表示預(yù)設(shè)的回歸系數(shù)，α4表示預(yù)設(shè)的采集頻率影響下的隨機(jī)誤差；令c＝c+1，返回多元線性回歸模型，迭代更新清晰度p，預(yù)設(shè)清晰度閾值，若更新后的清晰度大于等于清晰度閾值，則迭代停止，遙感平臺(tái)按照迭代更新時(shí)的采集頻率來(lái)采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像。

37、進(jìn)一步的，所述預(yù)警模塊包括誤差單元和預(yù)警單元；

38、所述誤差單元，通過(guò)調(diào)取顯示圖像，并在顯示圖像上捕捉像素點(diǎn)(i，j)，i和j分別表示像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值，獲取顯示圖像上像素點(diǎn)(i，j)處的像素值，記為y2(i，j)；基于像素點(diǎn)(i，j)，在遙感影像上作相同位置像素點(diǎn)的映射，將在遙感影像上映射的像素點(diǎn)處的像素值，記為y1(i，j)；計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值：其中，m表示顯示圖像的長(zhǎng)度，n表示顯示圖像的寬度；

39、所述預(yù)警單元，通過(guò)預(yù)設(shè)誤差閾值，當(dāng)誤差值大于等于誤差閾值時(shí)，將顯示器設(shè)備的位置信息發(fā)送給控制中心，反饋檢測(cè)結(jié)果異常，并預(yù)警維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修評(píng)估；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，則觸發(fā)二次預(yù)警，提醒管理員顯示器設(shè)備未進(jìn)行維修評(píng)估。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明提供的一種基于數(shù)據(jù)分析的遙感影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法中，通過(guò)構(gòu)建顯示器設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)；獲取巡檢機(jī)器人到達(dá)顯示器設(shè)備的路況信息，選擇最佳路線運(yùn)行到顯示器設(shè)備的位置處；構(gòu)建多元線性回歸模型，更新顯示器設(shè)備的采集頻率，采集顯示器設(shè)備顯示圖像的遙感影像；提取顯示圖像，計(jì)算遙感影像與顯示圖像的誤差值；當(dāng)誤差值大于等于誤差閾值時(shí)，將顯示器設(shè)備的位置信息發(fā)送給控制中心，反饋檢測(cè)結(jié)果異常，并預(yù)警維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修評(píng)估；當(dāng)巡檢機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到維修評(píng)估反饋，則觸發(fā)二次預(yù)警，提醒管理員顯示器設(shè)備未進(jìn)行維修評(píng)估；從而節(jié)省了巡檢時(shí)間并實(shí)現(xiàn)了對(duì)異常情況的預(yù)警。