姚益峰，路 佳，謝 丹

（湖州創(chuàng)新國土測繪規(guī)劃設計有限公司，浙江 湖州 313000）

由于地質(zhì)測量數(shù)據(jù)具有基數(shù)大、類型不一的特點，對其進行數(shù)據(jù)處理具有很高的難度。傳統(tǒng)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)存在處理波特率低的缺陷，為此，基于GIS 設計地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，致力于提高地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理波特率。

1 GIS

GIS 以其自身良好的空間數(shù)據(jù)基礎表現(xiàn)能力，能夠在計算機運營環(huán)境支持的情況下，實時采集地理信息[1]。并通過GIS 的運算、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點位，展示其獨特的視覺化效果。除此之外，GIS 具備極強的空間分析能力，在對GIS 技術進行分析時，發(fā)現(xiàn)此項技術具有較強的空間分析能力，這項功能在實施過程中，需要由計算機網(wǎng)絡為其提供支撐。通常情況下，GIS 技術在對事物進行描述時，只能從簡單的角度進行表述。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 技術分析事物的過程，也可被稱之為數(shù)據(jù)空間表達的過程，通過對空間事物的認知，掌握圖像、拓撲圖像、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)生的行為進行預測，最終達到對事件的分析功能。因此，有必要將GIS應用在地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，展開優(yōu)化設計，其具體內(nèi)容如下。

2 基于GIS的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)硬件設計

2.1 微控制器集成電路

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

結(jié)合圖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)中對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理功能的要求。本文主要對微控制器兩部分的電路進行設計，一是本系統(tǒng)中的最小系統(tǒng)電路，二是系統(tǒng)中針對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理解析電路。通過轉(zhuǎn)換芯片將模擬的信號信息轉(zhuǎn)換為空間上的數(shù)字化信號，采用具有HS 處理技術的芯片，實現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的信噪比、量子效率等，且地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理速度較快，可以高效處理地質(zhì)測量數(shù)據(jù)。

圖1 微控制器集成電路接口線路

2.2 通信鏈路

在設計微控制器集成電路的基礎上，為確保系統(tǒng)中的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理指令的傳輸能夠高效進行，設計通信鏈路，表格化傳感器接收端的有效信號?；谕ㄐ沛溌返穆?lián)動功能，將多個系統(tǒng)硬件有效的串聯(lián)在一起，本文設計的通信鏈路亮點之處在于能夠通過運營商基站傳輸?shù)刭|(zhì)測量數(shù)據(jù)處理指令，以此減小信源信號的冗余度，將出現(xiàn)傳輸錯誤的幾率降至最低，提高地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理指令的傳輸效率。

2.3 顯示器

設計顯示器作為系統(tǒng)的展示界面，將地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理結(jié)果在顯示器上顯示[2]。本文設計的顯示器，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處理后的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)。通過Sucount K網(wǎng)絡與下層控制主機相聯(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)硬件部分設計。

3 基于GIS的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件設計

3.1 基于GIS 迭代分析地質(zhì)測量空間矢量數(shù)據(jù)

為進一步處理地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，還需要基于GIS 的空間分析能力，迭代分析地質(zhì)測量空間矢量數(shù)據(jù)。通過GIS 根據(jù)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的空間特性，聯(lián)系計算機網(wǎng)絡的表達方式，對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行客觀性空間描述。集合地質(zhì)測量數(shù)據(jù)屬性要素（包括：地質(zhì)測量勘查區(qū)名稱、地質(zhì)測量勘查區(qū)編號、地質(zhì)測量勘查區(qū)面積及地質(zhì)測量重點工作區(qū)等），生成支持系統(tǒng)迭代分析的數(shù)據(jù)格式。并在此基礎上，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，將基于GIS 的地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可支持地質(zhì)測量數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)，動態(tài)化表述地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的變化過程。分析地質(zhì)測量數(shù)據(jù)屬性，制作相應的電子信息表。以此，作為地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的模糊轉(zhuǎn)化過程及表達，基于GIS 空間描述對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的認知，掌握圖像、拓撲圖像、幾何數(shù)據(jù)等背景，為分析地質(zhì)測量數(shù)據(jù)提出基礎數(shù)據(jù)，最終達到對地質(zhì)測量空間矢量數(shù)據(jù)的分析功能。

3.2 可視化地質(zhì)測量數(shù)據(jù)

基于GIS 迭代分析地質(zhì)測量空間矢量數(shù)據(jù)的基礎上，基于GIS 建立地質(zhì)測量數(shù)據(jù)3D 繪圖協(xié)議，實現(xiàn)地質(zhì)測量的空間數(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 圖形的形式渲染地質(zhì)測量數(shù)據(jù)。而后，利用OpenGL ES 2.0 制作地質(zhì)測量數(shù)據(jù)API，允許文檔對象模型接口。最后，利用部分Javascript 實現(xiàn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)3D 繪圖自動存儲器管理。完成上述操作后，將地質(zhì)測量數(shù)據(jù)屬性作為參照數(shù)據(jù)，通過調(diào)用數(shù)據(jù)，運用GIS，對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行成像，直觀的檢索地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，并使用系統(tǒng)提供的專家處理技術，使地質(zhì)測量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一種可視化狀態(tài)，以此實現(xiàn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)可視化?；贕IS 能夠得到可視化的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，為下文實現(xiàn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理提供可視化數(shù)據(jù)。

3.3 實現(xiàn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理

在完成可視化地質(zhì)測量數(shù)據(jù)后，還需要基于GIS 處理地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，統(tǒng)一地質(zhì)測量數(shù)據(jù)格式。本文通過GIS 中對數(shù)據(jù)的處理功能，首先，針對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)進行自校驗，通過GIS 的二維影像自動恢復功能，形成區(qū)域場景三維點云模型。而后，利用GIS 技術中SIFT 特征提取算子提取地質(zhì)測量數(shù)據(jù)特征點，刪除相對較低區(qū)域的數(shù)據(jù)[3]。而后，利用GIS 進行地質(zhì)測量數(shù)據(jù)特征粗匹配，提取出有價值的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)信息。在此基礎上，剔除誤匹配點。最后，在完成地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理步驟的基礎上，運用GIS 的高程模型功能，正向映射校正地質(zhì)測量數(shù)據(jù)后，在多次對比達成一致后，實施地質(zhì)測量數(shù)據(jù)成像，并去除邊緣模糊的地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，提煉地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的空間信息特征，實現(xiàn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理。至此，完成系統(tǒng)設計。

4 實例應用分析

4.1 實驗準備

設計實例分析，選擇某礦山LOPertyl 地質(zhì)測量數(shù)據(jù)集作為實驗對象，對LOPertyl 地質(zhì)測量數(shù)據(jù)集執(zhí)行處理行為。忽略其它對系統(tǒng)運行造成影響的外界因素，首先，使用本文基于GIS 設計的處理系統(tǒng)，處理LOPertyl 地質(zhì)測量數(shù)據(jù)，使用matalb 軟件測得其處理波特率，定義該組為實驗組。再使用傳統(tǒng)的處理系統(tǒng)實施相同步驟的操作，同樣使用matalb 軟件測得其處理波特率，定義該組為對照組。為了避免突發(fā)事件對結(jié)果的影響，將多種變量參數(shù)控制一致，共設置10 次實驗，記錄測得的處理波特率。處理波特率越高表示該分析系統(tǒng)對于LOPertyl 地質(zhì)測量數(shù)據(jù)的處理效率越高。

4.2 實驗結(jié)果分析與結(jié)論

整理實驗結(jié)果，處理波特率對比結(jié)果，如下表1 所示。

表1 處理波特率對比表

通過表1 可知，本文設計的系統(tǒng)處理波特率明顯高于對照組，對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理效率更高。

5 結(jié)語

本文通過實例分析的方式，證明了設計處理系統(tǒng)在實際應用中的適用性，以此為依據(jù)，證明此次優(yōu)化設計的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統(tǒng)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理中存在的效率低的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現(xiàn)為未對本次地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理波特率測定結(jié)果的精密度與準確度進行檢驗，進一步提高地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理波特率測定結(jié)果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對地質(zhì)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的優(yōu)化設計提出深入研究，以此為地質(zhì)測量提供更好質(zhì)量的基礎數(shù)據(jù)。