CN201917906U - 一种基于insar制作3d产品的*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于INSAR制作3D产品的***，其特征在于：包括参数输入单元、根据参数输入单元所输入测量数据制作3D产品的3D产品制作***和对3D产品制作***所制作生成3D产品进行同步显示的显示器；3D产品制作***包括控制器以及分别与控制器相接的存储器、用于输入输出数据的I/O接口、数据格式转换模块、数据输出模块、3D数据质检及评估模块、DEM\DOM数据编辑模块、DLG数据采编模块、制图输出模块和3D产品质量检查模块。本实用新型设计合理、操作简便且使用效果好，能实现3D产品一体化生产、制图周期短且制图质量高，有效解决了现有3D产品制作设备存在的作业分散、制图效率低、制图精度较差等缺陷。
Description
技术领域
本实用新型属于雷达干涉测量技术领域，尤其是涉及一种基于INSAR制作3D产品的***。
背景技术
INSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar；简称：干涉雷达测量)技术源于美国，在欧美发达国家得到不断完善与成熟，其应用领域也得到不断推广。对于INSAR技术发达的国家，如美国和德国的空间信息化产业技术公司，已将实用化的机载高分辨率INSAR技术作为一种新的、先进的技术手段，用于地形测绘、森林测量、资源调查和环境制图、地质环境和灾害监测等方面，并且随着这一技术的快速发展，新的应用领域还在逐步拓宽。巴西ORBISAT公司实用化机载合成孔径雷达干涉测量***能用于1∶50000到1∶5000比例尺的地形制图，且能够用于生产数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM)、数字正射影像图(DOM)与等高线。
在我国，目前获取上述地理信息产品主要采用航空摄影测量技术手段，这种技术手段严重依赖于天气，需在白天、太阳照射、无云等条件下实施。而雷达干涉测量技术则具有以下优点：1、不依赖于太阳光，而是利用其自身发射的电磁波进行测量，因此与太阳照射无关，可以昼夜全天时的工作。2、除了能穿云破雾以外，对一些地物(介质)如岩石、土壤、松散沉积物、植被、冰层等，有穿透一定深度的能力，因此不仅能反映地球表面的信息，还可以在一定程度上反映地表以下物质的信息。3、雷达波束对地面倾斜照射后产生雷达阴影，即图像暗区，此明暗效应能增强图像的立体感；并且此种明显的地形起伏感，对地形、地貌及地质构造等信息有较强的表现力和较好的探测效果。4、雷达干涉测量可以直接获取地形的高程信息。另外，随着对数字空间信息需求的日益增长，人们越来越多的关注数字摄影测量产品，比如3D产品，具体包括数字线划地图(简称DLG)、数字高程模型(简称DEM)和数字正射影像图(简称DOM)。鉴于以上原因，我国也开始了干涉合成孔径雷达在地形测绘示范研究，旨在促进该技术能够服务于长期困扰我们的西部地区测图、多云、多雨地区测图、边境地区测图以及国家自然灾害应急响应等国家重大工程与应用需求，弥补航空摄影测量受天气影响的不足，从而提升航空SAR遥感服务于经济建设的能力。
目前，市场上所存在的用于制作3D产品的数字摄影测量设备均比较分散，没有一体化的制作***且没有一套相对设计完善的3D产品制作方法，因而使用操作比较繁琐，并且不同技术人员所制作出的3D产品之间的误差较大，精度较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于INSAR制作3D产品的***，其设计合理、结构一体化、使用操作简便且投入成本低、使用效果好，能有效解决现有3D产品制作设备所存在的作业分散、制图效率低、制图精度较差等多种缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于INSAR制作3D产品的***，其特征在于：包括参数输入单元、根据参数输入单元所输入测量数据制作3D产品的3D产品制作***和对3D产品制作***所制作生成的3D产品进行同步显示的显示器，所述3D产品制作***分别与参数输入单元和显示器相接，所述3D产品包括DLG数字线划地图、DEM数字高程模型和DOM数字正射影像图；所述3D产品制作***包括控制器以及分别与控制器相接的存储器、用于输入输出数据的I/O接口、数据格式转换模块、数据输出模块、3D数据质检及评估模块、DEM\DOM数据编辑模块、DLG数据采编模块、制图输出模块和3D产品质量检查模块，所述参数输入单元与控制器相接，所述数据输出模块和制图输出模块均与显示器相接。
上述一种基于INSAR制作3D产品的***，其特征是：还包括与控制器相接且由控制器进行控制的打印机。
上述一种基于INSAR制作3D产品的***，其特征是：所述参数输入单元、3D产品制作***和显示器组成一个完整的PC机。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、所采用的3D产品制作***结构一体化、使用操作简便且投入成本低。
2、使用效果好，制作3D产品的周期短、制图速度快且制图质量高，精度高。
3、制作工艺步骤简单且制动化程度高，制图质量易控。
4、实用价值高，将现有3D产品生产的分散作业改进为一体化作业，提高了生产效率，缩短了生产周期，且管理方便，标准单一。
5、经济效益及社会效益显著，能有效促进INSAR技术服务于长期困扰我们的西部地区测图、多云、多雨地区测图、边境地区测图以及国家自然灾害应急响应等国家重大工程与应用需求，弥补航空摄影测量受天气影响的不足，提升我国航空INSAR遥感服务于经济建设的能力。同时，由于INSAR技术在我国目前还主要处在试验研究中，通过本实用新型可以有效地推动INSAR新技术在地形测绘的应用，并且能有力促进INSAR技术的业务化运行进程。
综上所述，本实用新型设计合理、使用操作简便、投入成本低且使用效果好，能够实现3D产品一体化生产、制图周期短且所制得3D产品的制图质量高，能有效发挥INSAR技术的各大优势，有效解决现有3D产品制作设备所存在的作业分散、制图效率低、制图精度较差等多种缺陷和不足。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为利用本实用新型制作3D产品的方法流程图。
附图标记说明：
1-参数输入单元； 2-3D产品制作***； 2-1-控制器；
2-2-存储器； 2-3-I/O接口； 2-4-数据格式转换模块；
2-5-3D数据质检及 2-6-数据输出模块； 2-7-DEM\DOM数据编辑
评估模块； 模块；
2-8-DLG数据采编模 2-9-制图输出模块； 2-10-3D产品质量检查
块； 模块；
3-显示器； 4-打印机；
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括参数输入单元1、根据参数输入单元1所输入测量数据制作3D产品的3D产品制作***2和对3D产品制作***2所制作生成的3D产品进行同步显示的显示器3，所述3D产品制作***2分别与参数输入单元1和显示器3相接，所述3D产品包括DLG数字线划地图、DEM数字高程模型和DOM数字正射影像图。所述3D产品制作***2包括控制器2-1以及分别与控制器2-1相接的存储器2-2、用于输入输出数据的I/O接口2-3、数据格式转换模块2-4、数据输出模块2-6、3D数据质检及评估模块2-5、DEM\DOM数据编辑模块2-7、DLG数据采编模块2-8、制图输出模块2-9和3D产品质量检查模块2-10。所述参数输入单元1与控制器2-1相接，所述数据输出模块2-6和制图输出模块2-9均与显示器3相接。
同时，本实用新型还包括与控制器2-1相接且由控制器2-1进行控制的打印机4。本实施例中，所述参数输入单元1、3D产品制作***2和显示器3组成一个完整的PC机，因而实现非常方便。
如图2所示，本实用新型的工作过程如下：
步骤一、获取被测量区域的原始测量数据：采用机载干涉合成孔径雷达INSAR对被测量区域的地形进行遥感测量，并获得被测量区域的DEM原始测量数据和DOM原始测量数据；所述DEM原始测量数据为数字高程数据，所述DEM原始测量数据为数字正射影像数据。
步骤二、航测内业成图，其成图过程如下：
201、数据输入与数据格式转换：通过I/O接口2-3将所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据输入至控制器2-1；
所述控制器2-1对所输入的DEM原始测量数据和DOM原始测量数据进行读取：当控制器2-1不能对所输入DEM原始测量数据和DOM原始测量数据进行读取时，控制器2-1调用数据格式转换模块2-4分别对DEM原始测量数据和DOM原始测量数据的数据格式进行转换，并将所输入的DEM原始测量数据和DOM原始测量数据转换为控制器2-1能识读的数据格式并同步存入存储器2-2内所建立的DEM数据库和DOM数据库中；否则，直接转入步骤202。
202、3D产品制作，利用控制器2-1对所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据进行分析处理，并相应制得被测量区域的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图，其制作过程如下：
2021、数据精度检测，通过人工检测或***自动检测方式对所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据进行质量检查与评估：首先，通过参数输入单元1将数据精度检测方式设定为人工检测方式或***自动检测方式：当采用人工检测方式进行质量检查与评估时，控制器2-1先调用数据输出模块2-6将所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据分别输出至显示器3进行同步显示，再通过人工判断所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据是否符合摄影测量数据需具备的各项技术指标：当判断得出所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据均符合摄影测量数据需具备的各项技术指标时，则通过参数输入单元1对控制器2-1输入控制指令，并进入步骤302；否则，通过参数输入单元1对控制器2-1输入控制指令，将所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据返回控制器2-1，并终止3D产品的制作过程；
当采用***自动检测方式进行质量检查与评估时，控制器2-1调用3D数据质检及评估模块2-5判断所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据是否符合摄影测量数据需具备的各项技术指标，并将判断结果同步上传至控制器2-1：当判断得出所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据均符合摄影测量数据需具备的各项技术指标时，进入步骤302；否则，3D数据质检及评估模块2-5将所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据返回控制器2-1，并终止3D产品的制作过程。
2022、DEM数字高程模型与DOM数字正射影像图制作：控制器2-1调用DEM\DOM数据编辑模块2-7，且根据DEM数字高程模型的DEM数据集与DOM数字正射影像图的DOM数据集的常规编辑制作方法，分别对所述DEM原始测量数据和DOM原始测量数据进行编辑处理，相应获得DEM数据集和DOM数据集，并将DEM数据集和DOM数据集同步分别存入存储器2-2内所建立的DEM数据集库和DOM数据集库中，便完成DEM数字高程模型与DOM数字正射影像图的制作过程。
本实施例中，根据DEM数字高程模型的DEM数据集的DOM数据集的常规编辑制作方法，对所述DEM原始测量数据进行编辑处理时，需对所述DEM原始测量数据进行数据重采样、数据拼接分幅、坐标转换和元数据生成处理；根据DOM数字正射影像图的DOM数据集的常规编辑制作方法，对所述DOM原始测量数据进行编辑处理时，需对所述DOM原始测量数据进行数据拼接分幅、坐标转换、影像匀色、头文件生成和元数据生成处理。
2023、DLG数字线划地图制作：控制器2-1调用DLG数据采编模块2-8，先对步骤302中所述DEM数据集和DOM数据集分别进行编辑处理，相应采集出需制作DLG数字线划地图的地貌数据集和地物数据集，并将地貌数据集和地物数据集同步分别存入存储器2-2内所建立的地貌数据集库和地物数据集库中；再对所述地貌数据集和地物数据集进行合并，相应获得步骤一中所述INSAR地形图上基础地理要素的矢量数据集，并将所述矢量数据集同步存入存储器2-2内所建立的矢量数据集库中，便完成DLG数字线划地图的制作过程。
本实施例中，对DEM数据集进行编辑处理，并相应采集出需制作DLG数字线划地图的地貌数据集时，需编辑处理并生成被测量区域的INSAR地形图上的等高线和高程注记点；对DOM数据集进行编辑处理，并相应采集出需制作DLG数字线划地图的地物数据集时，需编辑处理并生成所述INSAR地形图上的点状地物数据、线状地物数据、面状地物数据以及分别对所述INSAR地形图上的点状地物、线状地物和面状地物进行标记的注记要素。
步骤三、外业调绘及数据修正：按照常规外业调绘方法，对步骤2023中所制作完成的DLG数字线划地图进行外业补测和调绘，并根据外业补测和调绘结果对步骤2022中所述的DEM数据集和DOM数据集以及步骤2023中所述矢量数据集中的相应数据进行修正，并对所述DEM数据集库、DOM数据集库和矢量数据集库进行实时更新，相应获得修正后的DEM数据集、DOM数据集和矢量数据集。
步骤四、结果输出：控制器2-1调用制图输出模块2-9将修正后的DEM数据集、DOM数据集或矢量数据集转换为图形格式后输出，并获得DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图，此时便完成3D产品的制作过程。本实施例中，所获得的DLG数字线划地图为比例尺为1∶10000～1∶50000的数字线划地图。随后，通过打印机4将所制作完成的3D产品打印出来。
本实施例中，步骤四中所述的结果输出之前，还需通过人工检测或***自动检测方式，且按照常规DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图的质量要求，对步骤三中所述修正后的DEM数据集、DOM数据集和矢量数据集进行质量检查：首先，通过参数输入单元1将产品质量检查方式设定为人工检测方式或***自动检测方式：当采用人工检测方式进行质量检查时，控制器2-1先调用制图输出模块2-9将修正后的DEM数据集、DOM数据集或矢量数据集转换为图形格式后输出至显示器3进行同步显示，再通过人工判断转换后的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图是否符合质量要求：当判断得出转换后的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图均符合质量要求是，则进入步骤四；否则，通过参数输入单元1对控制器2-1输入控制指令，终止3D产品的制作过程；
当采用***自动检测方式进行质量检查时，控制器2-1调用3D产品质量检查模块2-10判断转换后的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图是否符合质量要求，并将判断结果同步上传至控制器2-1：当判断得出转换后的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图需符合质量要求时，进入步骤四；否则，并终止3D产品的制作过程。
对步骤三中所述修正后的DEM数据集、DOM数据集和矢量数据集进行质量检查时，对检查转换后的DEM数字高程模型、DOM数字正射影像图和DLG数字线划地图分别进行平面精度检查、高程精度检查和接边检查。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于I NSAR制作3D产品的***，其特征在于：包括参数输入单元(1)、根据参数输入单元(1)所输入测量数据制作3D产品的3D产品制作***(2)和对3D产品制作***(2)所制作生成的3D产品进行同步显示的显示器(3)，所述3D产品制作***(2)分别与参数输入单元(1)和显示器(3)相接；所述3D产品制作***(2)包括控制器(2-1)以及分别与控制器(2-1)相接的存储器(2-2)、用于输入输出数据的I/O接口(2-3)、数据格式转换模块(2-4)、数据输出模块(2-6)、3D数据质检及评估模块(2-5)、DEM\DOM数据编辑模块(2-7)、DLG数据采编模块(2-8)、制图输出模块(2-9)和3D产品质量检查模块(2-10)，所述参数输入单元(1)与控制器(2-1)相接，所述数据输出模块(2-6)和制图输出模块(2-9)均与显示器(3)相接。
2.按照权利要求1所述的一种基于I NSAR制作3D产品的***，其特征在于：还包括与控制器(2-1)相接且由控制器(2-1)进行控制的打印机(4)。
3.按照权利要求1所述的一种基于I NSAR制作3D产品的***，其特征在于：所述参数输入单元(1)、3D产品制作***(2)和显示器(3)组成一个完整的PC机。
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| CN111709432A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-25 | 天津市滨海新区水务局 | 复杂城市环境下InSAR地面点提取方法、装置、服务器及存储介质 |
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