專利名稱：道路快速提取系統(tǒng)的制作方法
道路快速提取系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于自然災(zāi)害后抗災(zāi)救災(zāi)的系統(tǒng)，尤其涉及一種可評(píng)估災(zāi)區(qū)交 通道路損毀情況的道路快速提取系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自然災(zāi)害”是人類依賴的自然界中所發(fā)生的異?，F(xiàn)象，自然災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)所造 成的危害往往是觸目驚心的。它們之中既有地震、火山爆發(fā)、泥石流、海嘯、臺(tái)風(fēng)、洪水等突 發(fā)性災(zāi)害；也有地面沉降、土地沙漠化、干旱、海岸線變化等在較長(zhǎng)時(shí)間中才能逐漸顯現(xiàn)的 漸變性災(zāi)害；還有臭氧層變化、水體污染、水土流失、酸雨等人類活動(dòng)導(dǎo)致的環(huán)境災(zāi)害。這些 自然災(zāi)害和環(huán)境破壞之間又有著復(fù)雜的相互聯(lián)系。人類要從科學(xué)的意義上認(rèn)識(shí)這些災(zāi)害的 發(fā)生、發(fā)展以及盡可能減小它們所造成的危害，已是國(guó)際社會(huì)的一個(gè)共同主題。自然災(zāi)害后，特別是洪澇、地震、地質(zhì)災(zāi)害等災(zāi)害后，災(zāi)區(qū)的交通道路通常都會(huì)受 到嚴(yán)重的損毀，這給救災(zāi)工作帶來了極大的困難，使得救災(zāi)物資及救災(zāi)人員無法順利、及時(shí) 地趕赴至救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，往往會(huì)延誤很多最佳的救災(zāi)時(shí)機(jī)，因此，充分掌握災(zāi)區(qū)的交通道路受損 情況，將對(duì)整個(gè)救災(zāi)工作非常有利，可為災(zāi)區(qū)救援與恢復(fù)重建工作提供極為重要的交通信 息支持。本發(fā)明針對(duì)自然災(zāi)害后為災(zāi)區(qū)提供一種道路快速提取系統(tǒng)，以便及時(shí)有效地掌握 災(zāi)區(qū)的交通道路信息，支持災(zāi)區(qū)的救災(zāi)工作。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種道路快速提取系統(tǒng)，其可準(zhǔn)確提供災(zāi)區(qū)的 道路交通信息，保障救災(zāi)工作的順利進(jìn)行。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種道路快速提取系統(tǒng)，其包括 數(shù)據(jù)庫、遙感平臺(tái)、GIS平臺(tái)及用戶界面模塊，所述數(shù)據(jù)庫包括用于存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)的遙感數(shù) 據(jù)庫、用于存儲(chǔ)高程信息的DEM數(shù)據(jù)庫及輔助數(shù)據(jù)庫，所述遙感平臺(tái)設(shè)有自動(dòng)化應(yīng)用接口 模塊、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊、以及引擎接口模塊，所述用戶界面模塊包含有集成控件及 第三方界面控件。進(jìn)一步地，所述道路快速提取系統(tǒng)包含有道路數(shù)據(jù)提取子模塊、道路數(shù)據(jù)編輯子 模塊、道路數(shù)據(jù)管理子模塊、輔助數(shù)據(jù)管理子模塊、地圖操作與控制子模塊、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 子模塊、制圖打印輸出子模塊、以及查詢與統(tǒng)計(jì)子模塊。進(jìn)一步地，所述道路數(shù)據(jù)提取子模塊用于對(duì)所述遙感數(shù)據(jù)庫內(nèi)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行提 取，對(duì)所述影像數(shù)據(jù)的提取包括道路信息提取、居民地信息提取及植被信息提取。進(jìn)一步地，所述道路數(shù)據(jù)編輯子模塊是對(duì)所述道路數(shù)據(jù)提取子模塊提取后的數(shù)據(jù) 進(jìn)行編輯，該編輯包括空間數(shù)據(jù)編輯及屬性數(shù)據(jù)編輯。進(jìn)一步地，所述道路數(shù)據(jù)管理子模塊包括提取數(shù)據(jù)管理單元、DEM數(shù)據(jù)管理單元及 輔助數(shù)據(jù)管理單元。進(jìn)一步地，所述制圖打印輸出子模塊用于打印輸出、圖片導(dǎo)出及文件導(dǎo)出，并可對(duì)道路數(shù)據(jù)提取子模塊提取后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為矢量格式。進(jìn)一步地，所述空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊是用于實(shí)現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出功能。本發(fā)明的道路快速提取系統(tǒng)可及時(shí)有效并準(zhǔn)確的提取出災(zāi)區(qū)的道路交通信息，給 救災(zāi)工作提供支持，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)的工作效率。

圖1為本發(fā)明所述的道路快速提取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架圖。圖2為本發(fā)明所述的道路快速提取系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明所述的道路快速提取系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種道路快速提取系統(tǒng)，其主要針對(duì)重大自然 災(zāi)害，特別是洪澇、地震、地質(zhì)災(zāi)害等，利用多源高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進(jìn)行災(zāi)區(qū)交通道路 損毀的快速評(píng)估，為災(zāi)區(qū)救援與恢復(fù)重建提供交通信息支持。如圖1所示為本發(fā)明道路快速提取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架圖，所述道路快速提取系統(tǒng)包 括數(shù)據(jù)庫、遙感平臺(tái)、GIS平臺(tái)及用戶界面模塊四個(gè)部分，具體如下所述數(shù)據(jù)庫包括遙感數(shù)據(jù)庫(存貯系統(tǒng)所需的高分遙感數(shù)據(jù)和航空影像數(shù)據(jù))、 用于提供高程信息的DEM(Digital Elevation Model，數(shù)字高程模型)數(shù)據(jù)庫及其他輔助數(shù) 據(jù)庫。所述遙感平臺(tái)為基于影像的道路提取算法、參數(shù)定義以及操作功能等的實(shí)現(xiàn)平 臺(tái)，為整個(gè)道路快速提取系統(tǒng)提供常用的遙感數(shù)據(jù)分割、分類、提取等API (Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口)接口及功能，參圖1所示，具體包括 Automation API (自動(dòng)化應(yīng)用接口模塊)、Data 10 API (數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊)、Engine API (引擎接口模塊)及eCognition平臺(tái)。所述GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))平臺(tái)主要為整個(gè)道路 快速提取系統(tǒng)提供道路信息的GIS空間分析、道路損毀評(píng)估、制圖以及導(dǎo)入導(dǎo)出等API接口 及功能。所述用戶界面模塊，采用插件的系統(tǒng)架構(gòu)，其包含有.NET Framework、集成控件、 第三方界面控件等，該部分主要作為系統(tǒng)與用戶的連接接口，使用戶可通過用戶界面模塊 進(jìn)行各種功能的執(zhí)行、調(diào)用與操作。圖2所示為本發(fā)明道路快速提取系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)圖，其從另一角度呈現(xiàn)出本系統(tǒng) 的架構(gòu)。本系統(tǒng)運(yùn)行基于 Windows 2000/XP/2003 操作系統(tǒng)、Microsoft. NET Framework v2. 0框架和ArcEngine平臺(tái)、eCognition平臺(tái)等。本發(fā)明道路快速提取系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù) 管理子系統(tǒng)采用MVC架構(gòu)，其包括公共組件模塊、業(yè)務(wù)組件模塊、用戶界面模塊三大層次， 以此分層實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，其中，用戶界面模塊采用插件的系統(tǒng)架構(gòu)(參前段所述)， 可靈活實(shí)現(xiàn)功能定義，方便系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。所謂空間數(shù)據(jù)也叫幾何數(shù)據(jù)，它是用來表示物 體的位置、形態(tài)、大小和分布特征諸方面信息的，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的一些現(xiàn)象的定量描 述，根據(jù)空間數(shù)據(jù)的幾何特點(diǎn)，它可分為圖形數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)。所述業(yè)務(wù)組件模塊包括道路數(shù)據(jù)提取子模塊、道路數(shù)據(jù)編輯子模塊、道路數(shù)據(jù)管理子模塊、輔助數(shù)據(jù)管理子模塊、地圖操作與控制子模塊、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊、制圖打印 輸出子模塊、以及查詢與統(tǒng)計(jì)子模塊。所述公共組件模塊包括專業(yè)提取組件子模塊、常用 GIS操作組件子模塊、數(shù)據(jù)管理組件子模塊、以及數(shù)據(jù)訪問組件子模塊。請(qǐng)參閱圖2、圖3所示，所述道路數(shù)據(jù)提取子模塊針對(duì)衛(wèi)星遙感影像或航空遙感影 像數(shù)據(jù)，在DEM數(shù)據(jù)庫和其他輔助數(shù)據(jù)庫的支持下，重點(diǎn)對(duì)受災(zāi)地區(qū)的道路信息進(jìn)行提取， 除了道路信息的提取，所述數(shù)據(jù)提取還包括居民地提取、水系提取、植被提取。該子模塊可 針對(duì)不同的數(shù)據(jù)源，進(jìn)行不同的提取規(guī)則定義，當(dāng)新的數(shù)據(jù)入庫后，通過該子模塊能快速提 取信息，為后面災(zāi)害評(píng)估提供信息支持。請(qǐng)配合參閱圖1所示，該子模塊的開發(fā)主要實(shí)現(xiàn) 影像數(shù)據(jù)的多尺度分割、分類以及提取等功能，通過命令行參數(shù)的傳遞，調(diào)用后臺(tái)Engine 中所提供的分割、分類以及提取等功能算法，通過了 Engine API來實(shí)現(xiàn)特征插件的處理， 利用Data IO API (數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊)來進(jìn)行大影像數(shù)據(jù)的輸入輸出處理，利用 Automation API (自動(dòng)化應(yīng)用接口模塊)進(jìn)行嵌入到其他軟件中來實(shí)現(xiàn)我們想要的批處理 分析等等。在信息提取過程中，主要影響影像道路提取的參數(shù)為多尺度分割參數(shù)、形狀參數(shù) 以及緊湊度參數(shù)三個(gè)值，對(duì)該三個(gè)參數(shù)的不同設(shè)置，可以優(yōu)化得出適于提取道路的參數(shù)值。 基于多尺度的分割后，可以得到基于該類影像的最優(yōu)分割結(jié)果，在分割結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù) 道路信息特有的紋理特征和道路長(zhǎng)寬比等特征信息，對(duì)道路信息進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)提取，將 道路信息與其他信息區(qū)分開來，從而完成道路信息的提取工作。所述道路數(shù)據(jù)編輯子模塊是針對(duì)前一模塊(即道路數(shù)據(jù)提取子模塊)提取后的數(shù) 據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的編輯功能，請(qǐng)配合參閱圖3所示。用戶通過工具欄進(jìn)行數(shù) 據(jù)編輯，提供繪制點(diǎn)、線、面、注記等功能；并且通過編輯工具欄實(shí)現(xiàn)修剪、延伸、打斷、重采 樣線段、節(jié)點(diǎn)編輯、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)以及屬性編輯等功能。所述道路數(shù)據(jù)管理子模塊包括提取數(shù)據(jù)管理單元、DEM數(shù)據(jù)管理單元及輔助數(shù)據(jù) 管理單元，實(shí)現(xiàn)各種影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出，也可實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的無 縫結(jié)合，具備可快速顯示、查詢遙感影像的功能，實(shí)現(xiàn)遙感影像與GIS信息的坐標(biāo)匹配，可 以方便的實(shí)現(xiàn)疊加顯示、交互查詢、影像數(shù)據(jù)分割、影像數(shù)據(jù)壓縮(包括壓縮為ECW、MrSid、 SIT等)、影像金字塔的建立等等功能。所述地圖操作與控制子模塊是用于方便用戶進(jìn)行地圖的基本操作，包括基本地圖 操作、圖層符號(hào)化及圖層控制，例如對(duì)地圖的放大、縮小、平移、全幅展示等操作，同時(shí)，也能 供用戶在地圖上進(jìn)行量算(如距離量算和面積量算)。所述空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊是用于實(shí)現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出功能，達(dá)到對(duì)的 數(shù)據(jù)分析利用的目的。本子模塊主要實(shí)現(xiàn)基于矢量格式轉(zhuǎn)柵格、柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)矢量、以及CAD 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)矢量的功能。所述GIS平臺(tái)支持豐富的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出功能。所述查詢與統(tǒng)計(jì)子模塊用于實(shí)現(xiàn)查詢統(tǒng)計(jì)功能，主要包括統(tǒng)計(jì)制圖、屬性查空間 及空間查屬性，例如數(shù)據(jù)集瀏覽查詢、地圖單選/多選對(duì)象查詢其屬性、SQL高級(jí)查詢統(tǒng) 計(jì)、單/多數(shù)據(jù)集業(yè)務(wù)查詢/統(tǒng)計(jì)、單/多數(shù)據(jù)集空間范圍查詢/統(tǒng)計(jì)。所述制圖打印輸出子模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的打印輸出功能，包括打印輸出、圖片導(dǎo) 出及文件導(dǎo)出，例如將當(dāng)前窗口 /全幅地圖輸出到bmp文件，或者將當(dāng)前窗口、畫定區(qū)域范 圍輸出到布局窗口進(jìn)行多要素布局打印，另外，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)提取后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能(如導(dǎo) 出為矢量格式、分層打包導(dǎo)出)。
本發(fā)明所述的道路快速提取系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的救災(zāi)支援工作 中，為救災(zāi)支援、災(zāi)區(qū)重建工作提供及時(shí)準(zhǔn)確的交通道路信息，大大提高了救災(zāi)工作、災(zāi)區(qū) 重建工作的效率。以上所述，僅是本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，均 屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍之內(nèi)。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 范圍情況下，利用上述揭示的方法內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，均 屬于權(quán)利要求書保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種道路快速提取系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)庫、遙感平臺(tái)、GIS平臺(tái)及用戶界面模塊，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫包括用于存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)的遙感數(shù)據(jù)庫、用于存儲(chǔ)高程信息的DEM數(shù)據(jù)庫及輔助數(shù)據(jù)庫，所述遙感平臺(tái)設(shè)有自動(dòng)化應(yīng)用接口模塊、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊、以及引擎接口模塊，所述用戶界面模塊包含有集成控件及第三方界面控件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述道路快速提取系統(tǒng)包 含有道路數(shù)據(jù)提取子模塊、道路數(shù)據(jù)編輯子模塊、道路數(shù)據(jù)管理子模塊、輔助數(shù)據(jù)管理子模 塊、地圖操作與控制子模塊、空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊、制圖打印輸出子模塊、以及查詢與統(tǒng)計(jì) 子模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述道路數(shù)據(jù)提取子模塊 用于對(duì)所述遙感數(shù)據(jù)庫內(nèi)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，對(duì)所述影像數(shù)據(jù)的提取包括道路信息提 取、居民地信息提取及植被信息提取。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述道路數(shù)據(jù)編輯子模塊 是對(duì)所述道路數(shù)據(jù)提取子模塊提取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，該編輯包括空間數(shù)據(jù)編輯及屬性數(shù) 據(jù)編輯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述道路數(shù)據(jù)管理子模塊 包括提取數(shù)據(jù)管理單元、DEM數(shù)據(jù)管理單元及輔助數(shù)據(jù)管理單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述制圖打印輸出子模塊 用于打印輸出、圖片導(dǎo)出及文件導(dǎo)出，并可對(duì)道路數(shù)據(jù)提取子模塊提取后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為矢量格式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路快速提取系統(tǒng)，其特征在于所述空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子模塊 是用于實(shí)現(xiàn)不同格式數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出功能。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種道路快速提取系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)庫、遙感平臺(tái)、GIS平臺(tái)及用戶界面模塊，所述數(shù)據(jù)庫包括用于存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)的遙感數(shù)據(jù)庫、用于存儲(chǔ)高程信息的DEM數(shù)據(jù)庫及輔助數(shù)據(jù)庫，所述遙感平臺(tái)設(shè)有自動(dòng)化應(yīng)用接口模塊、數(shù)據(jù)輸入/輸出接口模塊、以及引擎接口模塊，所述用戶界面模塊包含有集成控件及第三方界面控件。本發(fā)明的道路快速提取系統(tǒng)可及時(shí)有效并準(zhǔn)確的提取出災(zāi)區(qū)的道路交通信息，給救災(zāi)工作提供支持，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)的工作效率。
文檔編號(hào)G06Q10/00GK101982831SQ20101055460
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者畢建濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院對(duì)地觀測(cè)與數(shù)字地球科學(xué)中心