[发明专利]空天库岸一体化应急勘测数据融合及集成显示系统及方法

权利要求书

1.一种空天库岸一体化应急勘测数据融合及集成显示系统，其特征在于，包括：数据采集与传输模块、数据提取模块、数据管理模块、数据配准模块、数据拼接模块、数据分析与处理模块、数据融合模块、三维场景重建模块；其中：所述数据采集与传输模块：用于实时采集不同格式、不同来源的拱坝及近坝库岸勘测数据；所述数据提取模块：与所述数据采集与传输模块相连，从所述数据采集与传输模块采集到的勘测数据中提取观测元数据与观测数据信息，建立相应的数据仓库系统；所述数据管理模块：与所述数据提取模块连接，通过标准接口进行数据存取；所述数据配准模块：与所述数据管理模块连接，通过建立地面控制点来寻找待配准点云数据和影像之间的同名点，将其作为特征点来分别计算其在现场坐标系和点云坐标系下的坐标,根据同名点的坐标建立点云数据和影像的对应像素的转换参数；所述数据拼接模块：与所述数据管理模块连接，根据河流的主体走向，确定数据旋转角度，将点云数据整体旋转；然后，根据船载点云数据的空间几何特征提取水上水下分界线，然后，基于提取的水上水下分界线与水底河床数据，利用三种数学模型，进行空间拟合插值，达到水陆数据信息的融合，形成一套完整的勘测数据；其中，三种数学模型为：正交折线插值数学模型、二次曲线插值数学模型、倾斜折线插值数学模型；所述数据分析与处理模块：与所述数据管理模块相连，通过所述数据管理模块获取的数据，针对不同的数据采用不同原理进行解译分析，具体为至少包括对所获取的数据进行地理参考面的重建、定向、建立高程模型、正射影像，然后进行信息特征提取、变化检测、地物分类，以便于能够提前了解现场情况；所述数据融合模块：与数据分析与处理模块相连，通过以三维激光扫描数据为基础，获取滑坡区域地形三维空间信息，再以航拍数据为辅助，对其进行纠正与填充处理，使得点云精度能够互补，从而得到两者融合之后精度较高的地形数据；所述三维场景重建模块：与数据分析与处理模块相连，并根据获取的多源数据进行滑坡体水上水下三维地形地貌重建。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集与传输模块中涉及的勘测数据包括：无人机数据、三维激光扫描仪数据、多波束测深数据、侧扫声纳数据、浅剖数据。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据提取模块的“提取”包含数据清洗、数据转换和数据聚集：通过解析边坡库岸勘测数据，从中提取观测元数据与观测数据信息，对这些数据进行必要的转换、标准化、集成，使其符合数据仓库系统的模型结构、空间标准和语义规范，基于SQLServer数据库管理系统和Arcgis空间数据引擎建立相应的数据仓库系统，实现无人机数据、三维激光扫描仪数据、多波束测深数据、侧扫声纳数据、浅剖数据的统一管理。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据拼接模块涉及水域相关的三维地理信息数据采集工作，分为水上和水下两个独立部分；水上部分至少包括RTK人工布设控制点、三维激光扫描仪、无人机航拍摄影；水下部分借助测量船，结合ROV，侧扫声呐，多波束测深系统采集水深数据。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据融合模块包括以下几个方面的融合：(1)位置姿态的融合：将动态差分GPS和惯性测量装置进行综合，不用地面控制点进行空三加密就可以获得较高精度的影像外方位元素，可以在传感器成像过程中实时测量传感器的位置和姿态；(2)点云数据的融合：将三维激光扫描仪获取的水上点云数据和多波速获取的水下点云数据进行配准，统一到同一坐标系下；寻找两类数据中的同名特征点进行匹配，通过拼接将水上与水下数据整合成一套连续、完整的现场点云数据，再进行渲染及建模操作；(3)影像数据融合：将无人机航拍获取及拼接好的的水上现场影像和侧扫声呐获取的现场水下影像数据进行配准，统一到同一坐标系下；寻找两类数据中的同名特征点进行匹配，通过拼接将水上与水下数据整合成一套连续、完整的现场影像数据。