CN106373191A - 基于3dgis的铁路野外调查***及调查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3DGIS的铁路野外调查***，包括桌面端数据库配置模块、桌面端三维管理模块、桌面端移动设备管理模块、桌面端调查成果管理模块、移动端用户管理模块、移动端三维显示模块和移动端调查作业模块，桌面端数据库配置模块用于进行专业调查工具配置、调查用户管理和调查项目配置；桌面端移动设备管理模块用于数据导入和调查成果导出；桌面端调查成果管理模块用于进行格式转换和生成调查报告；移动端三维显示模块用于三维调查底图加载、三维漫游、二维和三维模式显示、图层控制和***定位；所述移动端调查作业模块用于进行专业调查工具绘制、调查成果存储、调查成果编辑和调查成果查询。本发明能实现铁路各专业数字化的野外调查作业。

Description

基于3DGIS的铁路野外调查***及调查方法

技术领域

本发明属于铁路及城市轨道交通建设的信息化技术领域，具体涉及一种基于3DGIS的铁路野外调查***和方法。

背景技术

传统的铁路野外调查方法是利用像片和辅助资料到野外进行实地判读，对照像片找出、识别确定地物的性质、位置和范围，经过综合取舍，按照图式符号在像片上描绘出来，在野外记录本上记录地物的位置、形状、属性等信息，野外调查完成后再由内业处理人员对调查成果进行数字化加工和处理。这种传统的作业模式，调查效率低、工序多、周期长、成本高，已成为提高铁路勘察设计效率的“瓶颈”，因此迫切需要改变传统调查作业方式。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种标准化和自动化程度高、调查方法简单、调查成果质量好的基于3DGIS的铁路野外调查***。

本发明的另一目的是提供一种利用上述调查***进行铁路野外调查的方法。

为此，本发明的技术方案如下：

一种基于3DGIS的铁路野外调查***，包括桌面端数据库配置模块、桌面端三维管理模块、桌面端移动设备管理模块、桌面端调查成果管理模块、移动端用户管理模块、移动端三维显示模块和移动端调查作业模块，所述桌面端数据库配置模块用于进行专业调查工具配置、调查用户管理和调查项目配置；所述桌面端三维管理模块用于三维场景加载、三维场景发布和调查成果加载；所述桌面端移动设备管理模块用于进行移动设备识别、数据导入和调查成果导出；所述桌面端调查成果管理模块用于进行格式转换和生成调查报告；所述移动端用户管理模块用于进行用户登录和注销；所述移动端三维显示模块用于进行三维调查底图加载、三维漫游、二维和三维模式显示、图层控制和***定位；所述移动端调查作业模块用于进行专业调查工具绘制、调查成果存储、调查成果编辑和调查成果查询。

所述专业调查工具配置为在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种调查地物配置一种调查工具，为每种工具配置属性信息、符号信息和属性值信息；所述调查用户管理为在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业；所述调查项目配置为在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

所述三维场景加载为将调查区域真实环境渲染生成的三维虚拟地理场景加载到桌面端显示，三维场景文件包括包括三维地形模型和矢量文件；所述三维场景发布为将桌面端三维场景发布成移动端使用的格式；所述调查成果加载为将调查成果加载到所述三维场景中。

所述移动设备识别为桌面端***自动识别电脑当前所连接的移动设备；所述数据导入为在移动终端上自动创建项目文件夹，将所述三维场景发布的文件和数据库文件存入文件夹下；所述调查成果导出为在桌面端自动创建文件夹，从移动终端设备中将调查成果存入文件夹下。

所述格式转换为将调查成果转换为其它格式，包括txt、dxf、dwg、dgn、xls、或kml格式；所述生成调查报告为对调查成果进行统计分析，生成调查报告。

所述用户登录为用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***；所述注销为用户退出***返回登陆页面，需要重新登录才能使用***。

所述三维调查底图加载为在移动端***中加载、显示项目指定的三维场景文件；所述三维漫游为在移动端***中对调查区域进行多角度浏览，所述二维和三维模式显示为***提供二维和三维两种浏览模式；所述图层控制为对加载三维场景中的矢量图层进行显示和隐藏控制；所述***定位为在三维场景中显示当前位置，实时记录调查路线。

所述专业调查工具绘制为选择调查工具，从数据库中获取调查工具配置信息，根据配置的符号信息在三维场景中绘制，根据配置的属性信息完成属性值的填写，利用***的录音和照相功能，快速对调查地物对象进行描述；所述调查成果存储为将绘制的调查地物几何信息和属性信息存储在shp文件中，每种地物类型创建一个shp文件；所述调查成果编辑为在三维场景中选择已绘制的地物进行编辑，包括删除地物、修改几何位置信息和属性信息；所述调查成果查询为对调查成果进行查询，包括空间查询和属性查询。

一种基于3DGIS的铁路野外调查方法，其特征在于：采用权利要求1-8中任一项所述的基于3DGIS的铁路野外调查***进行野外调查作业，所述调查方法包括：三维场景建立、三维场景发布、数据库配置、三维场景和数据库导入移动终端、野外调查作业、调查成果导出、成果转换和生成调查报告。

所述三维场景建立包括获取调查区域近期高精度的数字影像数据和数字高程数据，获取铁路线位、数字线划图矢量数据，将数字影像数据处理生成正射影像，将数字高程数据处理生成数字高程模型，然后将所述正射影像与数字高程模型叠加渲染生成三维地形场景，将铁路线位、数字线划图矢量数据经过坐标转换后加载到三维地形场景中，建立调查区域的虚拟三维场景。

所述三维场景发布，是对所述建立的三维场景发布成移动终端使用的格式，包括三维地形模型和矢量文件。

所述数据库配置，是对专业调查工具、调查用户和调查项目进行管理和配置，专业调查工具配置为在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种地物类型配置一项调查工具，为每种调查工具配置属性信息、符号信息和属性值信息；调查用户管理为在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业；调查项目配置为在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

所述三维场景和数据库导入移动终端包括以下步骤：

1)将移动终端设备与桌面端连接；

2)桌面端***自动识别移动终端设备；

3)在移动终端上自动创建项目文件夹，将所述三维场景和数据库存储在文件夹下。

所述野外调查作业包括以下步骤：

1)用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***；

2)开启***定位功能，在三维调查底图上查找调查地物位置；

3)选择地物的调查工具，在底图上进行绘制；

4)填写属性信息，保存调查成果；

所述调查成果导出，是对所述野外调查作业成果导出到桌面端，在桌面端进行显示，调查成果包括shp矢量文件、语音、照片和视频。

所述成果转换，是对所述调查成果转换成内业需要的格式，包括txt、dxf、dwg、dgn、xls或kml格式。

所述生成调查报告，是对所述调查成果进行统计分析，生成调查报告。

本发明的有益效果是，

1、本发明通过专业调查工具绘制模块，能够将调查结果快速、准确地绘制在调查底图上，绘制过程主要以选择为主，尽量减少手工绘制和记录，降低了外业劳动强度，提高了作业效率；

2、本发明通过专业调查工具配置模块，在数据库中配置各专业的野外调查工具，实现专业内部调查成果线型、符号、属性、注释的统一，保证各调查人员调查成果的一致性，提高了调查成果质量和各专业野外调查的标准化水平；

3、本发明基于调查区域高精度的虚拟三维场景，利用***定位功能，可以实现影像的实时缩放和精确定位，使调查人员能够快速找到调查地物对象进行作业，提高了调查精度和效率；

4、本发明通过格式转换模块，能够将调查成果转换为内业所需要的格式，减少内业处理工作量，使野外调查成果的输出与内业处理实现一体化；

5、本发明通过调查报告模块对调查成果进行统计分析，自动生成调查报告，大幅度减少了用户统计分析工作量。

附图说明

图1是本发明的基于3DGIS的铁路野外调查***的功能模块组成图；

图2是本发明的基于3DGIS的铁路野外调查方法的流程图；

图3是本发明的方法中野外调查作业流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的***和方法进行详细说明。

如图1所示，本发明的基于3DGIS的铁路野外调查***包括：桌面端数据库配置模块、桌面端三维管理模块、桌面端移动设备管理模块、桌面端调查成果管理模块、移动端用户管理模块、移动端三维显示模块和移动端调查作业模块。

所述桌面端数据库配置模块用于进行专业调查工具配置、调查用户管理和调查项目配置。其中：

专业调查工具配置是指在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种调查地物配置一种调查工具，为每种工具配置属性信息、符号信息和属性值信息，采用嵌入式数据库存储专业调查工具配置信息；调查用户管理是指在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业，密码用md5加密的方式存储；调查项目配置是指在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

所述桌面端三维管理模块用于进行三维场景加载、三维场景发布和调查成果加载。其中：

三维场景加载是指将调查区域真实环境渲染生成的三维虚拟地理场景加载到桌面端显示，三维场景文件包括三维地形模型和矢量文件；三维场景发布是指将桌面端三维场景发布成移动端使用的格式；调查成果加载是指将调查成果加载到所述三维场景中，并按照数据库中配置的符号信息进行渲染显示。

所述桌面端移动设备管理模块用于进行移动设备识别、数据导入和调查成果导出。其中：

移动设备识别是指桌面端***自动识别电脑当前所连接的移动设备；数据导入是指在移动终端上自动创建项目文件夹，项目文件夹位置在移动终端铁路野外调查***应用程序的项目管理文件夹下，项目文件夹名称为数据库中配置的项目名称，将所述三维场景发布的文件和数据库文件存入文件夹下；调查成果导出是指在桌面端自动创建文件夹，从移动终端设备中将调查成果存入文件夹下，调查成果包括shp矢量文件、语音、照片和视频。

所述桌面端调查成果管理模块用于进行格式转换和生成调查报告。其中：格式转换是指将调查成果转换为txt、dxf、dwg、dgn、xls或kml格式；生成调查报告是指对调查成果进行统计分析，生成调查报告。

所述移动端用户管理模块用于进行用户登录和注销。其中：用户登录是指用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***，***根据用户选择的专业类型、输入的用户名和密码，从数据库用户表中查找，匹配成功则登录***；注销是指用户退出***返回登陆页面，需要重新登录才能使用***，在退出***前***会保存用户当前三维场景中的视点，下次登录时自动跳转到该视点。

所述移动端三维显示模块用于进行三维调查底图加载、三维漫游、二维和三维模式显示、图层控制和***定位。其中：三维调查底图加载是指在移动端***中加载、显示项目指定的三维场景文件；三维漫游是指在移动端***中对调查区域进行多角度浏览；图层控制是指对加载三维场景中的矢量图层进行显示和隐藏控制；***定位是指在三维场景中显示用户当前位置，实时记录调查路线，定位方式包括GPS定位和基站定位，优先使用GPS定位；

所述移动端调查作业模块用于进行专业调查工具绘制、调查成果存储、调查成果编辑、调查成果查询。其中：专业调查工具绘制是指选择调查工具，从数据库中获取调查工具配置信息，根据配置的符号信息在三维场景中绘制，根据配置的属性信息完成属性值的填写，利用***的录音和照相功能，快速对调查地物对象进行描述；调查成果存储是指将绘制的调查地物几何信息和属性信息存储在shp文件中，每种地物类型创建一个shp文件，***首先在调查成果文件夹中查找该地物类型的shp文件，如果没有找到则创建shp文件，然后在shp文件中***要素，存储几何信息和属性信息；调查成果编辑是指在三维场景中选择已绘制的地物进行编辑，包括删除地物、修改几何位置信息和属性信息，可以通过开启编辑功能在场景中选中地物成果对象，也可以在终端屏幕选中对象长按进行编辑，修改后的结果在shp文件中存储；调查成果查询是指对调查成果进行查询，包括空间查询和属性查询，空间查询为在三维场景中绘制多边形，查询位于该多边形内的调查成果，属性查询为查找调查地物的属性，如在房屋图层中根据高度属性，查询出高度大于4米的所有房子。

参见图2-图3，本发明的基于3DGIS的铁路野外调查方法，包括以下步骤：三维场景建立、三维场景发布、数据库配置、三维场景和数据库导入移动终端、野外调查作业、调查成果导出、成果转换和生成调查报告。具体步骤如下：

1、三维场景建立：获取调查区域近期高精度的数字影像数据和数字高程数据，获取铁路线位、数字线划图矢量数据，将数字影像数据处理生成正射影像DOM，将数字高程数据处理生成数字高程模型DEM，然后将所述正射影像与数字高程模型叠加渲染生成三维地形场景DTM，将铁路线位、数字线划图矢量数据DLG经过坐标转换后加载到三维地形场景中，建立调查区域的虚拟三维场景。

2、三维场景发布：将建立的三维场景发布成移动终端使用的格式，发布后的三维场景文件包括三维地形模型和矢量文件。

3、数据库配置：对专业调查工具、调查用户和调查项目进行管理和配置，专业调查工具配置为在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种地物类型配置一项调查工具，为每种调查工具配置属性信息、符号信息和属性值信息。点工具的符号信息为图片符号，线工具的符号信息包括线宽、线型和线颜色，面工具的符号信息包括线宽、线型、线颜色、背景颜色和背景透明度，如道路属于线调查工具，可以配置道路名称、道路等级、宽度、车道数、车行速度、是否单行属性，为每个属性配置属性值，如道路等级有国道、省道、县道、乡道，按道路等级设置线型符号。调查用户管理为在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业；调查项目配置为在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

4、三维场景和数据库导入移动终端：将移动终端设备与桌面端连接，桌面端***自动识别移动终端设备，在移动终端铁路野外调查***应用程序项目管理文件夹下自动创建项目文件夹，文件夹名称为该项目名称，将三维场景和数据库存储在文件夹下。

5、野外调查作业：用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***，开启***定位功能，在三维调查底图上查找调查地物位置，选择地物的调查工具，在底图上进行绘制，绘制完后填写属性信息，保存调查成果。具体为***根据用户选择的专业类型、输入的用户名和密码，从数据库用户表中查找，匹配成功则登录***；***根据用户选择的项目，从数据库中获取该项目指定的三维场景文件路径，在***中加载、显示；开启***定位功能，在三维调查底图上查找调查地物位置，选择地物对应的调查工具，***从数据库中查找该调查工具配置的符号信息和属性信息，在调查底图上根据配置的符号信息在三维场景中精确绘制，根据配置的属性信息完成属性值的填写，利用***的录音和照相功能，快速对调查地物对象进行描述；调查地物几何信息和属性信息存储在shp文件中，每种地物类型创建一个shp文件，***首先在调查成果文件夹中查找该地物类型的shp文件，如果没有找到则创建shp文件，然后在shp文件中***要素，存储几何信息和属性信息；在三维场景中选择已绘制的地物进行编辑，包括删除地物、修改几何位置信息和属性信息。

6、调查成果导出：将野外调查作业成果导出到桌面端，在桌面端按照数据库中配置的符号信息进行渲染显示，调查成果包括shp矢量文件、语音、照片和视频。

7、成果转换：将调查成果转换成内业需要的格式，包括txt、dxf、dwg、dgn、xls或kml格式。

8、生成调查报告：对调查成果进行统计分析，生成调查报告，如统计出调查区域内需要拆迁的房屋数量和面积。

Claims (17)

1.一种基于3DGIS的铁路野外调查***，其特征在于：包括桌面端数据库配置模块、桌面端三维管理模块、桌面端移动设备管理模块、桌面端调查成果管理模块、移动端用户管理模块、移动端三维显示模块和移动端调查作业模块，

所述桌面端数据库配置模块用于进行专业调查工具配置、调查用户管理和调查项目配置；

所述桌面端三维管理模块用于三维场景加载、三维场景发布和调查成果加载；

所述桌面端移动设备管理模块用于进行移动设备识别、数据导入和调查成果导出；

所述桌面端调查成果管理模块用于进行格式转换和生成调查报告；

所述移动端用户管理模块用于进行用户登录和注销；

所述移动端三维显示模块用于进行三维调查底图加载、三维漫游、二维和三维模式显示、图层控制和***定位；

所述移动端调查作业模块用于进行专业调查工具绘制、调查成果存储、调查成果编辑和调查成果查询。

2.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述专业调查工具配置为在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种调查地物配置一种调查工具，为每种工具配置属性信息、符号信息和属性值信息；

所述调查用户管理为在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业；

所述调查项目配置为在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

3.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述三维场景加载为将调查区域真实环境渲染生成的三维虚拟地理场景加载到桌面端显示，三维场景文件包括三维地形模型和矢量文件；

所述三维场景发布为将桌面端三维场景发布成移动端使用的格式；

所述调查成果加载为将调查成果加载到所述三维场景中。

4.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述移动设备识别为桌面端***自动识别电脑当前所连接的移动设备；

所述数据导入为在移动终端上自动创建项目文件夹，将所述三维场景发布的文件和数据库文件存入文件夹下；

所述调查成果导出为在桌面端自动创建文件夹，从移动终端设备中将调查成果存入文件夹下。

5.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述格式转换为将调查成果转换为txt、dxf、dwg、dgn、xls或kml格式；

所述生成调查报告为对调查成果进行统计分析，生成调查报告。

6.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述用户登录为用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***；

所述注销为用户退出***返回登陆页面，需要重新登录才能使用***。

7.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述三维调查底图加载为在移动端***中加载、显示项目指定的三维场景文件；

所述三维漫游为在移动端***中对调查区域进行多角度浏览；

所述二维和三维模式显示为***提供二维和三维两种浏览模式；

所述图层控制为对加载三维场景中的矢量图层进行显示和隐藏控制；

所述***定位为在三维场景中显示当前位置，实时记录调查路线。

8.如权利要求1所述的铁路野外调查***，其特征在于：

所述专业调查工具绘制为选择调查工具，从数据库中获取调查工具配置信息，根据配置的符号信息在三维场景中绘制，根据配置的属性信息完成属性值的填写，利用***的录音和照相功能，快速对调查地物对象进行描述；

所述调查成果存储为将绘制的调查地物几何信息和属性信息存储在shp文件中，每种地物类型创建一个shp文件；

所述调查成果编辑为在三维场景中选择已绘制的地物进行编辑，包括删除地物、修改几何位置信息和属性信息；

所述调查成果查询为对调查成果进行查询，包括空间查询和属性查询。

9.一种基于3DGIS的铁路野外调查方法，其特征在于：采用权利要求1-8中任一项所述的基于3DGIS的铁路野外调查***进行野外调查作业，所述调查方法包括：三维场景建立、三维场景发布、数据库配置、三维场景和数据库导入移动终端、野外调查作业、调查成果导出、成果转换和生成调查报告。

10.如权利要求9所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述三维场景建立包括获取调查区域近期高精度的数字影像数据和数字高程数据，获取铁路线位、数字线划图矢量数据，将数字影像数据处理生成正射影像，将数字高程数据处理生成数字高程模型，然后将所述正射影像与数字高程模型叠加渲染生成三维地形场景，将铁路线位、数字线划图矢量数据经过坐标转换后加载到三维地形场景中，建立调查区域的虚拟三维场景。

11.如权利要求10所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述三维场景发布，是对所述建立的三维场景发布成移动终端使用的格式，包括三维地形模型和矢量文件。

12.如权利要求11所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述数据库配置，是对专业调查工具、调查用户和调查项目进行管理和配置，专业调查工具配置为在数据库中配置铁路各专业的野外调查工具，分为点、线、面三种工具类型，每种地物类型配置一项调查工具，为每种调查工具配置属性信息、符号信息和属性值信息；调查用户管理为在数据库中添加、删除、修改各专业调查人员信息，包括用户名、密码和所属专业；调查项目配置为在数据库中保存项目名称、项目说明、调查作业内容和项目三维场景文件名信息。

13.如权利要求12所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述三维场景和数据库导入移动终端包括以下步骤：

1)将移动终端设备与桌面端连接；

2)桌面端***自动识别移动终端设备；

3)在移动终端上自动创建项目文件夹，将所述三维场景和数据库存储在文件夹下。

14.如权利要求12所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述野外调查作业包括以下步骤：

1)用户选择项目、专业类型、输入用户名和密码后登陆移动端***；

2)开启***定位功能，在三维调查底图上查找调查地物位置；

3)选择地物的调查工具，在底图上进行绘制；

4)填写属性信息，保存调查成果。

15.如权利要求14所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述调查成果导出，是对所述野外调查作业成果导出到桌面端，在桌面端进行显示，调查成果包括shp矢量文件、语音、照片和视频。

16.如权利要求15所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述成果转换，是对所述调查成果转换成内业需要的格式，包括txt、dxf、dwg、dgn、xls或kml格式。

17.如权利要求15所述的铁路野外调查方法，其特征在于：所述生成调查报告，是对所述调查成果进行统计分析，生成调查报告。