高彩蓮

（海天地信科技有限公司，山東 煙臺264001）

由于國土測繪數(shù)據(jù)內(nèi)含信息豐富的特點(diǎn)，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析具有很高的難度。傳統(tǒng)國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)存在分析殘差高的缺陷，為此，基于GIS 重新設(shè)計(jì)國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，致力于降低國土測繪數(shù)據(jù)分析殘差。

1 GIS 應(yīng)用概述

GIS 以其自身良好的空間數(shù)據(jù)表現(xiàn)力，實(shí)時(shí)采集地理信息[1]，并通過GIS 的運(yùn)算、分類、存儲等功能執(zhí)行對地理信息的管理操作。通過地理信息的坐標(biāo)點(diǎn)位，展示其獨(dú)特的視覺化效果。除此之外，GIS 具備極強(qiáng)的空間分析能力，在對GIS 技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)具有較強(qiáng)的空間分析能力，這項(xiàng)功能在實(shí)施過程中，需要由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為其提供支撐。通常情況下，GIS 技術(shù)在對事物進(jìn)行描述時(shí)，只能從簡單的角度進(jìn)行表述。包括對空間事物發(fā)出疑問，由于事件的空間分析是一個(gè)相對動態(tài)化的過程，因此他無法正面的回答問題。利用GIS 技術(shù)分析事物的過程，也可被稱之為數(shù)據(jù)空間表達(dá)的過程，通過對空間事物的認(rèn)知，掌握圖像、拓?fù)鋱D像、幾何數(shù)據(jù)等背景，并以此作為參照依據(jù)，對事件可能發(fā)生的行為進(jìn)行預(yù)測，最終達(dá)到對事件的分析功能。因此，有必要將GIS 應(yīng)用在國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中，展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，其具體內(nèi)容如下。

2 國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 微控制器集成電路

在系統(tǒng)服務(wù)器硬件中，本文采用了一種具有嵌入式- 微控制器的集成電路對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，微控制器集成電路接口線路，如下圖1 所示。

圖1 微控制器集成電路接口線路

結(jié)合上述圖1 所示，其中RTH 和CHAN 容量為48K、56 K的硬件平臺，該平臺可以更好的完成系統(tǒng)中對國土測繪數(shù)據(jù)采集以及處理等功能的要求。微控制器集成電路各項(xiàng)參數(shù)及配置要求，如表1 所示。

結(jié)合表1 所示，對微控制器中的最小系統(tǒng)電路以及數(shù)據(jù)采集與解析電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用轉(zhuǎn)換芯片將模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號，并進(jìn)行優(yōu)化，獲取更優(yōu)質(zhì)的國土測繪數(shù)據(jù)。

表1 微控制器集成電路各項(xiàng)參數(shù)及配置要求

2.2 通信鏈路

在設(shè)計(jì)微控制器集成電路的基礎(chǔ)上，為確保系統(tǒng)中的國土測繪數(shù)據(jù)的傳輸能夠高效進(jìn)行，設(shè)計(jì)通信鏈路，表格化傳感器接收端的有效信號?；谕ㄐ沛溌返穆?lián)動功能，將多個(gè)系統(tǒng)硬件有效的串聯(lián)在一起，本文設(shè)計(jì)的通信鏈路亮點(diǎn)之處在于能夠通過運(yùn)營商基站傳輸國土測繪數(shù)據(jù)，以此減小信源信號的冗余度，將出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤的幾率降至最低，提高國土測繪數(shù)據(jù)的傳輸效率。

2.3 顯示器

設(shè)計(jì)顯示器作為系統(tǒng)的展示界面，將國土測繪數(shù)據(jù)在顯示器上顯示。本文設(shè)計(jì)的顯示器，型號為AWrty96525400，尺寸為64 寸，共有24 路，通過串口通訊能夠直接獲得的國土測繪數(shù)據(jù)。通過Sucount K 網(wǎng)絡(luò)與下層控制主機(jī)相聯(lián)。顯示器的硬件環(huán)境配置，包括：2Mbpspc 端各類型瀏覽器及移動端各類型瀏覽器，類型為帶寬可支持瀏覽器。利用顯示器中的雙核多路，提高顯示速率。以此，完成系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)。

3 國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件流程圖，如圖2 所示。

結(jié)合圖2，進(jìn)行如下分析。

3.1 基于GIS 處理國土測繪數(shù)據(jù)

在獲取國土測繪數(shù)據(jù)后，還需要基于GIS 處理國土測繪數(shù)據(jù)，統(tǒng)一國土測繪數(shù)據(jù)格式。充分利用GIS 的數(shù)據(jù)處理優(yōu)勢，首先，將采集倒的數(shù)據(jù)做自校驗(yàn)，利用GIS 技術(shù)將二維影像轉(zhuǎn)化成三維點(diǎn)云模型[2]。其次，利用GIS 技術(shù)中SIFT 特征提取算子提取國土測繪數(shù)據(jù)特征點(diǎn)，刪除相對較低區(qū)域的數(shù)據(jù)。再次，利用GIS 進(jìn)行國土測繪數(shù)據(jù)特征粗匹配，提取出有價(jià)值的國土測繪數(shù)據(jù)信息。在此基礎(chǔ)上，剔除誤匹配點(diǎn)。最后，在完成國土測繪數(shù)據(jù)處理步驟的基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS 的高程模型功能，正向映射校正國土測繪數(shù)據(jù)后，在多次對比達(dá)成一致后，實(shí)施國土測繪數(shù)據(jù)成像，并去除邊緣模糊的國土測繪數(shù)據(jù)，提煉國土測繪數(shù)據(jù)的空間信息特征，完成國土測繪數(shù)據(jù)處理部分。

圖2 系統(tǒng)軟件流程圖

3.2 建立國土測繪數(shù)據(jù)3D 繪圖協(xié)議

在基于GIS 處理國土測繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，集合國土測繪數(shù)據(jù)屬性要素，生成支持系統(tǒng)迭代分析的數(shù)據(jù)格式。分析國土測繪數(shù)據(jù)屬性，制作相應(yīng)的電子信息表?；贕IS 建立國土測繪數(shù)據(jù)3D 繪圖協(xié)議，實(shí)現(xiàn)國土測繪數(shù)據(jù)電子信息表的空間數(shù)據(jù)可視化。具體流程為：首先，通過HTML 腳本制作Web 交互式三維動畫，以3D 圖形的形式渲染國土測繪數(shù)據(jù)。其次，利用OpenGL ES 2.0 制作國土測繪數(shù)據(jù)API，允許文檔對象模型接口。最后，利用部分Javascript 實(shí)現(xiàn)國土測繪數(shù)據(jù)3D 繪圖自動存儲器管理。

3.3 國土測繪數(shù)據(jù)相互調(diào)用

完成上述操作后，將國土測繪數(shù)據(jù)屬性作為參照數(shù)據(jù)，通過調(diào)用數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)國土測繪數(shù)據(jù)相互調(diào)用。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS，對國土測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行成像，直觀的檢索國土測繪數(shù)據(jù)，并使用系統(tǒng)提供的專家處理技術(shù)，使國土測繪數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一種可視化狀態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)對國土測繪數(shù)據(jù)的交互與有效調(diào)用?；贕IS能夠得到國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對國土測繪數(shù)據(jù)的相互調(diào)用，以此提高國土測繪數(shù)據(jù)利用率。

3.4 基于GIS 迭代分析國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)

為進(jìn)一步分析國土測繪數(shù)據(jù)，還需要基于GIS 的空間分析能力，迭代分析國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)[3]。通過GIS 根據(jù)國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)的空間特性，聯(lián)系計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的表達(dá)方式，對國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀性空間描述。并在此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，將基于GIS 的地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可支持國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)，動態(tài)化表述國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)的變化過程。以此，作為國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)的模糊轉(zhuǎn)化過程及表達(dá)，基于GIS 空間描述對國土測繪數(shù)據(jù)的認(rèn)知，掌握圖像、拓?fù)鋱D像、幾何數(shù)據(jù)等背景，為分析國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)提出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最終達(dá)到對國土測繪空間矢量數(shù)據(jù)的分析功能。至此，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4 實(shí)例分析

4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

設(shè)計(jì)實(shí)例分析，選擇Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集作為實(shí)驗(yàn)對象，研究對象具體信息，如表2 所示。

根據(jù)表2 所示，對上述Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集執(zhí)行分析行為。忽略其它影響因素，首先，使用本文基于GIS 設(shè)計(jì)的分析系統(tǒng)，分析Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集，使用matalb 軟件測得其分析殘差，定義該組為實(shí)驗(yàn)組。再使用傳統(tǒng)的分析系統(tǒng)實(shí)施相同步驟的操作，同樣使用matalb 軟件測得其分析殘差，定義該組為對照組。共設(shè)置6 次實(shí)驗(yàn)，記錄測得的分析殘差。分析殘差越低表示該分析系統(tǒng)對于Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集的分析精度越高。

表2 Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集具體信息

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析殘差對比結(jié)果，如表3 所示。

表3 分析殘差對比結(jié)果

通過表3 可知，本文設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析殘差明顯低于對照組，能夠?qū)崿F(xiàn)對Kpertyle 國土測繪數(shù)據(jù)集的精準(zhǔn)分析，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)論

通過基于GIS 的國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠取得一定的研究成果，解決傳統(tǒng)國土測繪數(shù)據(jù)分析中存在的問題。由此可見，本文基于GIS 設(shè)計(jì)的國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大GIS 在國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中的應(yīng)用力度。截止目前，國內(nèi)外針對基于GIS 的國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進(jìn)一步對國土測繪數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，為提高國土測繪數(shù)據(jù)分析的綜合性能提供參考。