一種室內外聯動的野外踏勘方法及其系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種室內外聯動的野外踏勘系統及其方法，包括步驟：S1、加載地理信息數據庫，該地理信息數據庫包括高程數據、高清影像數據、地理要素信息；S2、將高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模型；S3、根據金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通過高清影像數據、地理要素信息對地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；S4、在構建的三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告；S5、根據該踏勘報告進行野外踏勘，采集野外踏勘數據，將其更新到地理信息數據庫中，并重復步驟S1至S3。本發明通過野外踏勘數據實時更新三維地形場景，在一定程度上減少了野外踏勘的次數。
【專利說明】
一種室內外聯動的野外踏勘方法及其系統
技術領域
[0001]本發明涉及石油地震勘探領域，尤其涉及一種室內外聯動的野外踏勘方法及其系統。【背景技術】
[0002]地震勘探在野外生產施工以前，需要進行野外踏勘，了解勘探工區的基本概況: 地形地貌、人文情況，廠礦、村莊、鐵路、橋梁、高壓線、魚塘、河流等等，以及近地表的巖性出露等，根據踏勘了解的工區情況，進行針對性的觀測系統設計及生產施工方案設計。
[0003]傳統的踏勘以野外實地踏勘為主，從設計到施工需要進行幾次的踏勘與實地測量，對于山地等復雜地表的工區踏勘難度很大，浪費大量的人力物力。隨著地理信息技術、 衛星遙感技術、GPS定位技術的發展，一些地球物理公司陸續推出一些室內勘探軟件，來輔助人工踏勘，較少踏勘的次數。但大部分公司只是利用衛片等技術來模擬室內勘探，或利用谷歌地球來協助實現室內踏勘，沒有把室內踏勘與野外踏勘有機的結合起來，實現室內室外聯動。
【發明內容】
[0004]本發明的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。
[0005]為克服現有技術的問題，本發明提供一種室內外聯動的野外踏勘方法及其方法， 通過構建逼真的三維地形場景，根據模擬飛行踏勘的結果進行野外踏勘，并將野外踏勘數據更新到地理信息數據庫中，用于重新構建三維地形場景，從而實現高精度、高效率、低成本的室內外交互聯動，大幅度的提高觀測系統設計精度，真正實現室內勘探與觀測系統設計、變觀。
[0006]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下:
[0007]根據本發明的一個方面，提供一種室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，包括步驟:
[0008]S1、加載地理信息數據庫，該地理信息數據庫包括高程數據、高清影像數據、地理要素信息；
[0009]S2、將該高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模型；
[0010]S3、根據該金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通過該高清影像數據、地理要素信息對該地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；
[0011]S4、在構建的該三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告，該踏勘報告中包括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；
[0012]S5、根據該踏勘報告進行野外踏勘，采集野外踏勘數據，將該野外踏勘數據更新到該地理信息數據庫中，并重復該步驟S1至S3。
[0013]根據本發明的一個實施例，該地理信息數據庫還包括:坐標信息、矢量地物信息。
[0014]根據本發明的一個實施例，該步驟S2具體包括:
[0015]將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；
[0016]將該高程數據和高清影像數據按照該經煒度網格的大小進行裁剪和重采樣；
[0017]按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型；在該金字塔數據模型中金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數據。
[0018]根據本發明的一個實施例，該步驟S3通過三維可視化技術實現。
[0019]根據本發明的一個實施例，在該步驟S5中利用GPS設備、測量設備采集野外踏勘數據，并將該野外踏勘數據通過網絡實時更新到該地理信息數據庫中。
[0020]根據本發明的一個實施例，在該步驟S5后還包括步驟:利用更新后的該地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。
[0021]根據本發明的另一個方面，提供一種室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，包括:
[0022]地理信息數據庫，用于存儲高程數據、高清影像數據、地理要素信息；
[0023]金字塔數據模型生成單元，用于將該高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模型；
[0024]三維地形場景創建單元，用于根據該金字塔數據模型中的高程數據生成地形網， 通過該高清影像數據、地理要素信息對該地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；
[0025]飛行踏勘模擬單元，用于在構建的該三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告，該踏勘報告中包括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；
[0026]數據更新單元，用于將根據該踏勘報告進行野外踏勘時采集到的野外踏勘數據更新到該地理信息數據庫中。
[0027]根據本發明的一個實施例，該地理信息數據庫還用于存儲坐標信息、矢量地物信息。
[0028]根據本發明的一個實施例，該金字塔數據模型生成單元具體包括:
[0029]網格劃分模塊，用于將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；
[0030]裁剪模塊，用于將該高程數據和高清影像數據按照該經煒度網格的大小進行裁剪和重米樣；
[0031]金字塔建模模塊，用于按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型； 在該金字塔數據模型中金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數據。
[0032]根據本發明的一個實施例，還包括避障單元，用于利用更新后的該地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。
[0033]本發明提供的室內外聯動的野外踏勘方法在一定程度上減少了野外踏勘的次數， 使理論設計階段通過室內踏勘就能解決，而在生產設計階段，通過室內踏勘知道野外踏勘、 測量，減少野外踏勘的人力與費用開銷；同時，通過野外踏勘數據實時更新三維地形場景， 并根據高程信息分析觀測系統CDP覆蓋次數、通過障礙物的精確坐標信息實施批量的避障優化。
[0034]通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些技術方案的特征和內容。【附圖說明】
[0035]下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本發明，本發明的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用于對本發明的解釋說明，而不構成對本發明的任何意義上的限制，在附圖中:
[0036]圖1為本發明實施例的室內外聯動的野外踏勘方法的流程示意圖。
[0037]圖2為本發明實施例的三維地形場景的效果示意圖。
[0038]圖3為本發明實施例的模擬飛行踏勘的效果示意圖。
[0039]圖4為本發明實施例的批量避障作業的效果示意圖。
[0040]圖5為本發明實施例的室內外聯動的野外踏勘系統的結構示意圖。【具體實施方式】
[0041]如圖1所示，本發明提供一種室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，包括步驟:
[0042]S1、加載地理信息數據庫，該地理信息數據庫包括高程數據、高清影像數據、地理要素信息；
[0043]S2、將該高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模型；
[0044]S3、根據金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通過高清影像數據、地理要素信息對該地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；
[0045]S4、在構建的三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告，該踏勘報告中包括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；
[0046]S5、根據該踏勘報告進行野外踏勘，采集野外踏勘數據，將該野外踏勘數據更新到地理信息數據庫中，并重復步驟S1至S3。
[0047]其中該步驟S2具體包括以下步驟:
[0048]將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；
[0049]將高程數據和高清影像數據按照該經煒度網格的大小進行裁剪和重采樣；
[0050]按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型；在該金字塔數據模型中金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數據即金字塔從上層到下層精度依次增加。
[0051]進行金字塔建模的目的是提高三維地形的顯示速度，例如，當視野為整個地球時候將加載金字塔的最上層數據，只需加載粗粒度的數據，當視野為中國地圖范圍時加載中間某層(可以計算加載哪層)對應的數據，當視野為某個細節的街道時候，加載精度更高的底層數據，此時雖然精度高數據量大，但是局部的坐標范圍小，通過這樣的方式可以大大提高地形的渲染效率。
[0052]在本實施例中，該地理信息數據庫還包括坐標信息、矢量地物信息等，請同時參照圖2,圖2為本發明實施例的三維地形場景的效果示意圖。在步驟S3中，可以先通過地理信息技術將地理要素信息與坐標信息進行關聯，再通過三維可視化技術是將地理要素信息通過三維方式展現，將金字塔數據中的由高程數據形成的高程網構建成地形網，通過高清影像數據對地形進行紋理渲染，形成逼真的三維地形場景。
[0053]請參照圖3,圖3為本發明實施例的模擬飛行踏勘的效果示意圖。步驟S4中，在構建的三維地形場景中模擬飛行踏勘時，可以預先設置飛行路徑、飛行參數以及踏勘參數，再利用三維飛控技術(主要是指研發地形跟隨技術)控制飛機的飛行姿態，調整其飛行的姿態視角，使飛機在飛行過程中不會撞山，不會鉆地，能始終跟隨地形調整飛機的飛行高度和轉彎；當飛行到達飛行路徑的終點后，輸出踏勘報告，該踏勘報告中記錄了飛行路徑、視頻、 矢量地物信息，可以用于指導野外踏勘和觀測系統設計。
[0054]在步驟S5中，可以利用GPS設備、測量設備采集野外踏勘數據，該野外踏勘數據包括GPS軌跡以及測量設備實地測量的數據；該野外踏勘數據可以通過網絡實時更新到該地理信息數據庫中，通過實地測量標志點的坐標可以對地理信息數據庫中的標志點坐標進行糾正，而重復步驟S1至S3則能更新金字塔數據模型中，并據此重新構建地形網，實現三維地形場景的更新和坐標的校正。
[0055]在本實施例中，步驟S5后還包括步驟:利用更新后的該地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。利用精確的高程數據分析，計算出每個炮點和檢波點的高程，觀測系統CDP屬性、利用矢量的障礙物數據進行觀測系統批量的避障，圖4即為本發明實施例的批量避障作業的效果示意圖。
[0056]請參照圖5,本發明還提供一種室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，包括:
[0057]地理信息數據庫10,用于存儲高程數據、高清影像數據、地理要素信息，還用于存儲坐標信息、矢量地物信息；
[0058]金字塔數據模型生成單元20,與地理信息數據庫10相連，用于將高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模型；
[0059]三維地形場景創建單元30,與金字塔數據模型生成單元20相連，用于根據金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通過高清影像數據、地理要素信息對該地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；
[0060]飛行踏勘模擬單元40,與三維地形場景創建單元30相連，用于在構建的三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告，該踏勘報告中包括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；
[0061]數據更新單元50,與飛行踏勘模擬單元40以及地理信息數據庫10相連，用于將根據踏勘報告進行野外踏勘時采集到的野外踏勘數據更新到該地理信息數據庫10中。
[0062]在本實施例中，該金字塔數據模型生成單元20具體包括:網格劃分模塊21，用于將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；裁剪模塊22,用于將該高程數據和高清影像數據按照經煒度網格的大小進行裁剪和重采樣；金字塔建模模塊23,用于按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型；在該金字塔數據模型中金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數據。
[0063]此外，還包括避障單元60,與該數據更新單元50相連，用于利用更新后的該地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。
[0064]本發明提供的室內外聯動的野外踏勘方法及其系統，一方面通過室內模擬飛行踏勘為野外施工和設計提供理論方案，施工人員可以通過踏勘報告和踏勘視頻選擇適當踏勘的路徑，為野外踏勘與測量提供了指導，另一方面通過將野外精確的測量和踏勘的結果實時的傳回GIS系統的地理信息數據庫中，動態的修正GIS坐標和高程數據，并能根據修正的數據進行更為精確的觀測系統設計和障礙物的避障。
[0065]以上參照【附圖說明】了本發明的優選實施例，本領域技術人員不脫離本發明的范圍和實質，可以有多種變型方案實現本發明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可用于另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發明的權利范圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效變化，均包含于本發明的權利范圍之內。
【主權項】
1.一種室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，包括步驟:51、加載地理信息數據庫，所述地理信息數據庫包括高程數據、高清影像數據、地理要 素信息；52、將所述高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地形建模，生成金字塔數據模 型；53、根據所述金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通過所述高清影像數據、地理 要素信息對所述地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場景；54、在構建的所述三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報告，所述踏勘報告中包 括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；55、根據所述踏勘報告進行野外踏勘，采集野外踏勘數據，將所述野外踏勘數據更新到 所述地理信息數據庫中，并重復所述步驟S1至S3。2.根據權利要求1所述室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，所述地理信息數據 庫還包括:坐標信息、矢量地物信息。3.根據權利要求1所述室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，所述步驟S2具體包 括:將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；將所述高程數據和高清影像數據按照所述經煒度網格的大小進行裁剪和重采樣；按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型；在所述金字塔數據模型中 金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數據。4.根據權利要求1所述室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，所述步驟S3通過三 維可視化技術實現。5.根據權利要求1所述室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，在所述步驟S5中利 用GPS設備、測量設備采集野外踏勘數據，并將所述野外踏勘數據通過網絡實時更新到所 述地理信息數據庫中。6.根據權利要求1所述室內外聯動的野外踏勘方法，其特征在于，在所述步驟S5后還 包括步驟:利用更新后的所述地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。7.—種室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，包括:地理信息數據庫，用于存儲高程數據、高清影像數據、地理要素信息；金字塔數據模型生成單元，用于將所述高程數據與高清影像數據相結合，進行三維地 形建模，生成金字塔數據模型；三維地形場景創建單元，用于根據所述金字塔數據模型中的高程數據生成地形網，通 過所述高清影像數據、地理要素信息對所述地形網進行紋理渲染，構建逼真的三維地形場 景；飛行踏勘模擬單元，用于在構建的所述三維地形場景中模擬飛行踏勘，并生成踏勘報 告，所述踏勘報告中包括飛行路徑、飛行視頻、矢量地物信息中的至少一項；數據更新單元，用于將根據所述踏勘報告進行野外踏勘時采集到的野外踏勘數據更新 到所述地理信息數據庫中。8.根據權利要求6所述室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，所述地理信息數據 庫還用于存儲坐標信息、矢量地物信息。9.根據權利要求6所述室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，所述金字塔數據模 型生成單元具體包括:網格劃分模塊，用于將整個地球按照經煒度坐標劃分成若干個經煒度網格；裁剪模塊，用于將所述高程數據和高清影像數據按照所述經煒度網格的大小進行裁剪 和重米樣；金字塔建模模塊，用于按照四叉樹的方式進行金字塔建模，生成金字塔數據模型；在所 述金字塔數據模型中金字塔的下一層是上一層每個網格劃分成四個網格后的更精細的數 據。10.根據權利要求6所述室內外聯動的野外踏勘系統，其特征在于，還包括避障單元， 用于利用更新后的所述地理信息數據庫中的高程數據進行批量避障作業。
【文檔編號】G06T17/05GK105989627SQ201510050781
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發明人】陳浩, 岳承琪, 吳邊, 王昀, 洪承煜
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院