一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法和系统与流程

1.本发明涉及地理信息三维展现技术领域，具体涉及一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法和系统。


背景技术：

2.地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义，是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、性质、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称，倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。
3.现有技术存在以下不足：在对城市进行模型构建了解的过程中，由于城市会不断的进行变化，因此需要对城市模型进行实时的更新，每次整个模型的重新构建处理效率较低，且针对实时更新的城市外貌与历史模型之间是否存在差距没有快捷的对比操作，无法快捷的获得城市模型，且无法对城市的变化进行系统的分析，难以针对城市情况进行计划的制定。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法和系统，以解决背景技术中不足。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，包括以下步骤：步骤一、获取管理范围内的地理摄影图像和视频，并上传到控制管理平台中；步骤二、获取管理区域内的地理摄影图像和视频进行信息的提取，并上传到控制管理平台中；步骤三、对地理信息基数进行分层管理，进而形成原始基数层；步骤四、根据原始基数层对地理信息三维模型进行构建，进而形成三维地理模型，并传输保存到控制管理平台中；步骤五、实时获取管理范围内的地理摄影图像和视频的基数层，进而形成实时基数层，并将实时基数层与原始基数层进行对比，形成差别基数层；步骤六、根据差别基数层对三维地理模型进行刷新构建，进而形成新的三维地理比例模型；步骤七、设定时期并对各个基数层的变更次数进行统计，进而得到基数层稳定指数。
6.在一个优选的实施方式中，在步骤一中，获取管理范围内的地理摄影图像和视频操作流程包括有：区域划分：划定所要构建模型的区域范围，进而形成管理区域，并将管理区域进行
命名；在管理区域的内部再进行区域划分，形成若干个子区域，若干个子区域的大小形状通过线条进行划分标记；无人机管理：根据管理区域对无人机的飞行路线进行设定，以若干个子区域作为采集单元，逐个对若干个子区域进行图像和视频的采集，直至铺设到整个管理区域，在管理区域中以一侧到另一侧的路线进行设定，形成采集路线；获取无人机的数量，对无人机的身份进行编号，按照管理区域的面积和设定的信息采集时间对无人机当次使用数量进行选择，无人机当次使用数量的计算公式为：，其中，为无人机当次使用数量，为管理区域的面积，为设定的信息采集时间，为单个无人机单位时间下采集信息的面积，形成采集信息项，将采集信息项传输储存到控制管理平台中；对管理区域中的信息进行采集时，使架无人机按照采集路线同步进行图像和视频的采集，并同时定位无人机所在的位置，当次使用的无人机之间数据互通，根据无人机的采集范围和定位，判定是否存在重合采集部分，将重合部分进行裁剪，进而将采集的图像和视频进行整合，形成管理区域影像；在管理区域中将无人机按照一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集图像和视频；将管理区域和管理区域影像进行信息绑定并传输储存到控制管理平台中。
7.在一个优选的实施方式中，在步骤二中，获取管理区域影像，进而对管理区域影像中的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间特征信息进行提取，通过获取的管理区域影像对建筑物进行高度的测量，并对城市服务设施、通行道路、河流山体地理环境均进行外形尺寸的测量，形成地理信息基数；将管理区域内的地理信息基数传输储存至控制管理平台中， 并将地理信息基数与管理区域和管理区域影像进行绑定。
8.在一个优选的实施方式中，在步骤三中，通过控制管理平台获取地理信息基数；对地理信息基数的分层为：建筑基数层；设施基数层；环境基数层；道路基数层；建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层形成原始基数层，进而将原始基数层传输储存到控制管理平台中。
9.在一个优选的实施方式中，在步骤四中，获取原始基数层信息，按照环境基数层-建筑基数层-设施基数层-道路基数层的顺序对管理区域内的环境逐一进行三维构建，原始基数层之间相互独立；在三维构建的过程中同时参考特征物的外形尺寸参数数据，形成三维地理比例模型。
10.在一个优选的实施方式中，在步骤五中，通过采集信息项定期实时的对管理区域内的地理环境进行采集，同样通过信息提取与数据分层进行无人机实时采集的图像和视频进行处理，进而得到实时基数层；获取原始基数层，并将实时基数层与原始基数层逐一对应进行数据对比，进而得到实时基数层中的差别基数层，并将实时基数层中的差别基数层储存至控制管理平台中。
11.在一个优选的实施方式中，在步骤六中，获取实时基数层中的差别基数层，进而对三维地理比例模型对应的原始基数层进行去除，将差别基数层覆盖到三维地理比例模型中，进而形成实时更新的三维地理比例模型。
12.在一个优选的实施方式中，在步骤七中，对管理时期内产生的差别基数层进行统计，以差别基数层进行列表命名，对应时间出现差别进行单次标记；限定管理时间，进而自动获取限定管理时间内差别基数层出现的次数，进而得到基数层稳定指数，其中建筑基数层稳定指数的计算公式为：其中，为建筑基数层稳定指数，为建筑基数层权重系数，为限定管理的时间，为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；设施基数层稳定指数的计算公式为：其中，为设施基数层稳定指数，为设施基数层权重系数，为限定管理的时间，为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；环境基数层稳定指数的计算公式为：其中，为环境基数层稳定指数，为环境基数层权重系数，为限定管理的时间，为环境基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；道路基数层稳定指数的计算公式为：其中，为道路基数层稳定指数，为道路基数层权重系数，为限定管理的时间，为道路基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数快；
其中，。
13.本发明还提供一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现系统，包括有信息采集单元、信息提取单元、数据分层单元、三维模型构建单元、数据对比单元、三维模型刷新单元与变更统计单元；所述信息采集单元用于对管理区域的信息采集路线、无人机的数量和实时定位以及管理范围内的地理摄影图像和视频进行采集，管理区域的信息采集路线通过管理端进行设定；所述信息提取单元用于对管理区域影像中的特征进行提取，并对管理区域中的特征物外形进行尺寸测量；所述数据分层单元用于对地理信息基数中的信息进行分层，形成独立的基数层，各个信息层之间重叠覆盖；所述三维模型构建单元用于参照原始基数层对管理区域的地理信息进行三维构建；所述数据对比单元根据实时采集的管理区域中的地理环境实时基数层，并用于将实时基数层与原始基数层进行数据对比；所述三维模型刷新单元用于根据差别基数层对三维地理比例模型进行更新；所述变更统计单元用于对建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层的差别次数进行统计，并提供基数层稳定指数的计算运行。
14.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：1、本发明能够辅助管理端去了解管理区域内各个层面的发展，能够根据采集的各个基数层数据为城市的发展和进步制定计划，具有较好的参考作用；2、本发明将采集管理区域影像进行数据分层再进行模型的构建， 进而能够实现数据的拆分管理，在各个基数层出现变动时，能够同时将各个基数层进行快速的对比，大大提高了数据对比的效率，不需要对整体数据进行重建，仅需要对差别基数层的数据进行重建处理，能够快速的对构建的模型进行更新变动。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的方法流程图。
17.图2为本发明的系统框图。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1，请参阅图1和2所示，本实施例所述一种基于倾斜摄影的地理信息三维展
现方法，包括以下步骤：步骤一、获取管理范围内的地理摄影图像和视频，并上传到控制管理平台中；所述信息采集单元用于对管理区域的信息采集路线、无人机的数量和实时定位以及管理范围内的地理摄影图像和视频进行采集，管理区域的信息采集路线通过管理端进行设定；获取管理范围内的地理摄影图像和视频操作流程包括有：区域划分：划定所要构建模型的区域范围，进而形成管理区域，并将管理区域进行命名；在管理区域的内部再进行区域划分，形成若干个子区域，若干个子区域的大小形状通过线条进行划分标记；无人机管理：根据管理区域对无人机的飞行路线进行设定，以若干个子区域作为采集单元，逐个对若干个子区域进行图像和视频的采集，直至铺设到整个管理区域，在管理区域中以一侧到另一侧的路线进行设定，形成采集路线；获取无人机的数量，对无人机的身份进行编号，按照管理区域的面积和设定的信息采集时间对无人机当次使用数量进行选择，无人机当次使用数量的计算公式为：，其中，为无人机当次使用数量，为管理区域的面积，为设定的信息采集时间，为单个无人机单位时间下采集信息的面积，形成采集信息项，将采集信息项传输储存到控制管理平台中；对管理区域中的信息进行采集时，使架无人机按照采集路线同步进行图像和视频的采集，并同时定位无人机所在的位置，当次使用的无人机之间数据互通，根据无人机的采集范围和定位，判定是否存在重合采集部分，将重合部分进行裁剪，进而将采集的图像和视频进行整合，形成管理区域影像；在管理区域中将无人机按照一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集图像和视频；将管理区域和管理区域影像进行信息绑定并传输储存到控制管理平台中；步骤二、获取管理区域内的地理摄影图像和视频进行信息的提取，并上传到控制管理平台中；所述信息提取单元用于对管理区域影像中的特征进行提取，并对管理区域中的特征物外形（特征物包括有建筑物、城市服务设施、通行道路与河流山体）进行尺寸测量；获取管理区域影像，进而对管理区域影像中的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间特征信息进行提取，通过获取的管理区域影像对建筑物进行高度的测量，并对城市服务设施、通行道路、河流山体地理环境均进行外形尺寸的测量，形成地理信息基数；将管理区域内的地理信息基数传输储存至控制管理平台中， 并将地理信息基数与管理区域和管理区域影像进行绑定；步骤三、对地理信息基数进行分层管理，进而形成原始基数层；所述数据分层单元用于对地理信息基数中的信息进行分层，形成独立的基数层，各个信息层之间重叠覆盖；通过控制管理平台获取地理信息基数；
对地理信息基数的分层为：建筑基数层（管理区域中的建筑物）；设施基数层（管理区域中的城市服务设施）；环境基数层（管理区域中的河流山体地理环境）；道路基数层（管理区域中的通行道路）；建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层形成原始基数层，进而将原始基数层传输储存到控制管理平台中；步骤四、根据原始基数层对地理信息三维模型进行构建，进而形成三维地理模型，并传输保存到控制管理平台中；所述三维模型构建单元用于参照原始基数层对管理区域的地理信息进行三维构建；获取原始基数层信息，按照环境基数层-建筑基数层-设施基数层-道路基数层的顺序对管理区域内的环境逐一进行三维构建，原始基数层之间相互独立；在三维构建的过程中同时参考特征物的外形尺寸参数数据，形成三维地理比例模型；步骤五、实时获取管理范围内的地理摄影图像和视频的基数层，进而形成实时基数层，并将实时基数层与原始基数层进行对比，形成差别基数层；所述数据对比单元根据实时采集的管理区域中的地理环境实时基数层，并用于将实时基数层与原始基数层进行数据对比；通过采集信息项定期实时的对管理区域内的地理环境进行采集，同样通过信息提取单元与数据分层单元进行无人机实时采集的图像和视频进行处理，进而得到实时基数层；获取原始基数层，并将实时基数层与原始基数层逐一对应进行数据对比（对比实时基数层与原始基数层中特征物的位置尺寸和增减变化），进而得到实时基数层中的差别基数层，并将实时基数层中的差别基数层储存至控制管理平台中；步骤六、根据差别基数层对三维地理模型进行刷新构建，进而形成新的三维地理比例模型；所述三维模型刷新单元用于根据差别基数层对三维地理比例模型进行更新；获取实时基数层中的差别基数层，进而对三维地理比例模型对应的原始基数层进行去除，将差别基数层覆盖到三维地理比例模型中，进而形成实时更新的三维地理比例模型；步骤七、设定时期并对各个基数层的变更次数进行统计，进而得到基数层稳定指数；所述变更统计单元用于对建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层的差别次数进行统计，并提供基数层稳定指数的计算运行；对管理时期内产生的差别基数层进行统计，以差别基数层进行列表命名，对应时间出现差别进行单次标记；限定管理时间，进而自动获取限定管理时间内差别基数层出现的次数，进而得到基数层稳定指数，其中建筑基数层稳定指数的计算公式为：
其中，为建筑基数层稳定指数，为建筑基数层权重系数，为限定管理的时间，为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数，需要说明的是，数值越小，的数值越大，越小，即代表建筑基数层稳定指数越低，即代表管理区域中的建筑变化越大，当地的建筑行业环境更新越快；设施基数层稳定指数的计算公式为：其中，为设施基数层稳定指数，为设施基数层权重系数，为限定管理的时间，为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数，需要说明的是，数值越小，的数值越大，越小，即代表设施基数层稳定指数越低，即代表管理区域中的设施变化越大，当地的居住设施需求更新越快；环境基数层稳定指数的计算公式为：其中，为环境基数层稳定指数，为环境基数层权重系数，为限定管理的时间，为环境基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数，需要说明的是，数值越小，的数值越大，越小，即代表环境基数层稳定指数越低，即代表管理区域中的环境布局变化越大，当地的环境建设更新越快；道路基数层稳定指数的计算公式为：其中，为道路基数层稳定指数，为道路基数层权重系数，为限定管理的时间，为道路基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数，需要说明的是，数值越小，的数值越大，越小，即代表道路基数层稳定指数越低，即代表管理区域中的道路变化越大，当地的交通环境更新越快；其中，。
20.实施例2，能够辅助管理端去了解管理区域内各个层面的发展，能够根据采集的各个基数层数据为城市的发展和进步制定计划，具有较好的参考作用；将采集管理区域影像进行数据分层再进行模型的构建， 进而能够实现数据的拆
分管理，在各个基数层出现变动时，能够同时将各个基数层进行快速的对比，大大提高了数据对比的效率，不需要对整体数据进行重建，仅需要对差别基数层的数据进行重建处理，能够快速的对构建的模型进行更新变动。
21.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取管理范围内的地理摄影图像和视频，并上传到控制管理平台中；步骤二、获取管理区域内的地理摄影图像和视频进行信息的提取，并上传到控制管理平台中；步骤三、对地理信息基数进行分层管理，进而形成原始基数层；步骤四、根据原始基数层对地理信息三维模型进行构建，进而形成三维地理模型，并传输保存到控制管理平台中；步骤五、实时获取管理范围内的地理摄影图像和视频的基数层，进而形成实时基数层，并将实时基数层与原始基数层进行对比，形成差别基数层；步骤六、根据差别基数层对三维地理模型进行刷新构建，进而形成新的三维地理比例模型；步骤七、设定时期并对各个基数层的变更次数进行统计，进而得到基数层稳定指数。2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤一中，获取管理范围内的地理摄影图像和视频操作流程包括有：区域划分：划定所要构建模型的区域范围，进而形成管理区域，并将管理区域进行命名；在管理区域的内部再进行区域划分，形成若干个子区域，若干个子区域的大小形状通过线条进行划分标记；无人机管理：根据管理区域对无人机的飞行路线进行设定，以若干个子区域作为采集单元，逐个对若干个子区域进行图像和视频的采集，直至铺设到整个管理区域，在管理区域中以一侧到另一侧的路线进行设定，形成采集路线；获取无人机的数量，对无人机的身份进行编号，按照管理区域的面积和设定的信息采集时间对无人机当次使用数量进行选择，无人机当次使用数量的计算公式为：，其中，为无人机当次使用数量，为管理区域的面积，为设定的信息采集时间，为单个无人机单位时间下采集信息的面积，形成采集信息项，将采集信息项传输储存到控制管理平台中；对管理区域中的信息进行采集时，使架无人机按照采集路线同步进行图像和视频的采集，并同时定位无人机所在的位置，当次使用的无人机之间数据互通，根据无人机的采集范围和定位，判定是否存在重合采集部分，将重合部分进行裁剪，进而将采集的图像和视频进行整合，形成管理区域影像；在管理区域中将无人机按照一个垂直、四个倾斜五个不同的角度采集图像和视频；将管理区域和管理区域影像进行信息绑定并传输储存到控制管理平台中。3.根据权利要求2所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤二中，获取管理区域影像，进而对管理区域影像中的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间特征信息进行提取，通过获取的管理区域影像对建筑物进行高度的测量，并对城市服务设施、
通行道路、河流山体地理环境均进行外形尺寸的测量，形成地理信息基数；将管理区域内的地理信息基数传输储存至控制管理平台中， 并将地理信息基数与管理区域和管理区域影像进行绑定。4.根据权利要求3所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤三中，通过控制管理平台获取地理信息基数；对地理信息基数的分层为：建筑基数层；设施基数层；环境基数层；道路基数层；建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层形成原始基数层，进而将原始基数层传输储存到控制管理平台中。5.根据权利要求4所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤四中，获取原始基数层信息，按照环境基数层-建筑基数层-设施基数层-道路基数层的顺序对管理区域内的环境逐一进行三维构建，原始基数层之间相互独立；在三维构建的过程中同时参考特征物的外形尺寸参数数据，形成三维地理比例模型。6.根据权利要求5所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤五中，通过采集信息项定期实时的对管理区域内的地理环境进行采集，同样通过信息提取与数据分层进行无人机实时采集的图像和视频进行处理，进而得到实时基数层；获取原始基数层，并将实时基数层与原始基数层逐一对应进行数据对比，进而得到实时基数层中的差别基数层，并将实时基数层中的差别基数层储存至控制管理平台中。7.根据权利要求6所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤六中，获取实时基数层中的差别基数层，进而对三维地理比例模型对应的原始基数层进行去除，将差别基数层覆盖到三维地理比例模型中，进而形成实时更新的三维地理比例模型。8.根据权利要求7所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：在步骤七中，对管理时期内产生的差别基数层进行统计，以差别基数层进行列表命名，对应时间出现差别进行单次标记；限定管理时间，进而自动获取限定管理时间内差别基数层出现的次数，进而得到基数层稳定指数，其中建筑基数层稳定指数的计算公式为：其中，为建筑基数层稳定指数，为建筑基数层权重系数，为限定管理的时间，
为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；设施基数层稳定指数的计算公式为：其中，为设施基数层稳定指数，为设施基数层权重系数，为限定管理的时间，为建筑基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；环境基数层稳定指数的计算公式为：其中，为环境基数层稳定指数，为环境基数层权重系数，为限定管理的时间，为环境基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数；道路基数层稳定指数的计算公式为：其中，为道路基数层稳定指数，为道路基数层权重系数，为限定管理的时间，为道路基数层在限定管理的时间内出现的差别基数层次数快；其中，。9.一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现系统，用于实现权利要求1-8任一项所述的一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法，其特征在于：包括有信息采集单元、信息提取单元、数据分层单元、三维模型构建单元、数据对比单元、三维模型刷新单元与变更统计单元；所述信息采集单元用于对管理区域的信息采集路线、无人机的数量和实时定位以及管理范围内的地理摄影图像和视频进行采集，管理区域的信息采集路线通过管理端进行设定；所述信息提取单元用于对管理区域影像中的特征进行提取，并对管理区域中的特征物外形进行尺寸测量；所述数据分层单元用于对地理信息基数中的信息进行分层，形成独立的基数层，各个信息层之间重叠覆盖；所述三维模型构建单元用于参照原始基数层对管理区域的地理信息进行三维构建；所述数据对比单元根据实时采集的管理区域中的地理环境实时基数层，并用于将实时基数层与原始基数层进行数据对比；所述三维模型刷新单元用于根据差别基数层对三维地理比例模型进行更新；所述变更统计单元用于对建筑基数层、设施基数层、环境基数层与道路基数层的差别次数进行统计，并提供基数层稳定指数的计算运行。

技术总结
本发明公开了一种基于倾斜摄影的地理信息三维展现方法和系统，涉及地理信息三维展现技术领域，步骤一、获取管理范围内的地理摄影图像和视频；步骤二、获取管理区域内的地理摄影图像和视频进行信息的提取；步骤三、对地理信息基数进行分层管理；步骤四、根据原始基数层对地理信息三维模型进行构建；步骤五、实时获取管理范围内的地理摄影图像和视频的基数层，进而形成实时基数层，并将实时基数层与原始基数层进行对比，形成差别基数层；步骤六、根据差别基数层对三维地理模型进行刷新构建。本发明大大提高了数据对比的效率，不需要对整体数据进行重建，仅需要对差别基数层的数据进行重建处理，能够快速的对构建的模型进行更新变动。动。动。


技术研发人员：袁俊江 李雪
受保护的技术使用者：四川云实信息技术有限公司
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/11