大气数据分布三维可视化动态展示方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种大气数据分布三维可视化动态展示系统，包括无人机及地面站，所述无人机包括大气数据检测模块、定位模块及数据发射模块，所述定位模块记录所述无人机的地理位置信息，所述大气数据检测模块实时监测所述无人机当前地理位置对应的大气数据分布信息；所述地面站包括数据接收模块、数据处理模块和显示器，所述数据接收模块接收所述大气数据分布信息，所述数据处理模块对所述大气数据分布信息进行处理并在显示器上显示形成大气数据分布三维展示示意图。本发明专利技术还提供一种大气数据分布三维可视化动态展示方法。本发明专利技术的大气数据分布三维可视化动态展示系统及方法直观呈现大气数据分布，方便监测，可视化程度高，监测精度高。

3D visualization and dynamic display method and system for air data distribution

The invention discloses a three-dimensional visualization dynamic display system for atmospheric data distribution, including unmanned aerial vehicle and ground station. The UAV includes an atmospheric data detection module, a positioning module and a data transmitting module. The positioning module records the geographic location information of the UAV, and the atmospheric data detection module is in real time monitoring station. The atmospheric data distribution information corresponding to the current geographic location of the UAV is described, and the ground station includes a data receiving module, a data processing module and a display, the data receiving module receives the atmospheric data distribution information, and the data processing module processes the atmospheric data distribution information and displays it on the display. A three-dimensional display map of the distribution of atmospheric data is formed. The invention also provides a three-dimensional visualization and dynamic display method for atmospheric data distribution. The three-dimensional visualization dynamic display system and method of the air data distribution of the invention can display the distribution of atmospheric data intuitively, convenient for monitoring, high visualization and high monitoring precision.

【技术实现步骤摘要】
大气数据分布三维可视化动态展示方法及系统
本专利技术涉及场景中的大气数据分布可视化
，尤其涉及一种应用无人机移动平台检测大气数据分布三维可视化动态展示方法及系统。
技术介绍
传统的大气数据监测通常采用采集待监测位置的大气样品进行实验室分析，这样的监测方式无法快速、准确、全面地进行大气数据分布的监测，并且无法准确确定监测位置的地理位置信息。在大气污染严重的监测区域更不适宜监测人员靠近。因此，寻求能够代替人进行现场监测的监测方式成为必然趋势。无人机具有低成本、低损耗、可重复使用且风险小等诸多优势，采用无人机进行现场大气数据分布监测可使操作人员远离污染，提高监测效率。因此，研发一种基于无人机的大气数据分布监测系统及方法是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种直观呈现大气数据分布，方便监测，可视化程度高，监测精度高的大气数据分布三维可视化动态展示方法及系统。本专利技术提供的一种大气数据分布三维可视化动态展示方法，该方法包括如下步骤：选定监测区域，获取对应的监测区域视图；于所述监测区域视图设定两两相互垂直的第一维方向、第二维方向和第三维方向，形成呈三维空间的监测区域视图；提供无人机并使其在所述监测区域内移动监测，所述无人机包括定位模块、大气数据检测模块及数据发射模块，所述定位模块获取所述无人机在所述监测区域的当前地理位置信息，所述大气数据检测模块监测当前所述无人机所在地理位置的大气数据分布信息，并获得该地理位置的具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据发射模块发射所述具有地理位置信息的大气数据分布信息；提供地面站，所述地面站包括数据接收模块、数据分析模块及显示器，所述数据接收模块接收来自所述数据发射模块发出的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据分析模块对接收到的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息进行分析，所述显示器以所述无人机的地理位置对应实时显示经所述数据分析模块分析后的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息。优选的，所述无人机在所述监测区域内的每一实时位置对应一地理位置信息及大气数据分布信息。优选的，所述地理位置信息包括经度、纬度和高度；所述大气数据分布信息包括大气成份及其浓度。优选的，沿所述无人机移动方向，所述大气数据检测模块依次监测对应所述无人机的实时的地理位置的大气数据分布信息，并依次获得所经过的所述地理位置的大气数据分布信息，且所述大气数据分布信息与所述无人机经过的地理位置的地理位置信息相对应。优选的，所述地面站包括存储器，所述存储器预存各类大气数据分布信息标准区间值，所述存储器接收来自所述数据接收模块接收的实际测得的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息，并与预存的所述各类大气数据分布信息标准区间值相比较，同时把比较结果反馈至所述数据分析模块。优选的，设定所述各类大气数据分布信息标准区间值对应可见光的不同色相值，将所述无人机在每一地理位置实际测得的所述大气数据分布信息对应设定色相值，进而获得与所述具有地理位置信息的大气数据分布信息对应的三维彩色大气数据分布图。优选的，所述显示器还用于将所述三维彩色大气数据分布图的信息通过三维等高线图的形式映射显示于所述第一维方向和所述第二维方向围成的水平面上。优选的，所述大气数据检测模块包括电化学传感器、粉尘传感器、VOC传感器、激光传感器、温湿度传感器中的至少一种。本专利技术还提供了一种大气数据分布三维可视化动态展示系统，包括：无人机及地面站；所述无人机包括定位模块、大气数据检测模块及数据发射模块，所述无人机在选定的监测区域内移动，所述定位模块记录所述无人机的地理位置信息，所述地理位置信息包括经度、纬度和高度，所述大气数据检测模块实时监测所述无人机当前地理位置的大气数据分布信息，并传送至所述数据发射模块；所述地面站包括数据接收模块、数据分析模块和显示器，所述数据接收模块接收所述无人机的地理位置信息和对应所述无人机的地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据分析模块将对应所述无人机的地理位置信息的所述大气数据分布信息进行分析，并在所述显示器上以所述无人机的地理位置对应显示呈大气数据分布三维可视化示意图。优选的，所述地面站包括近地面站和远地面站，所述近地面站与所述无人机通过近程通信相互通信，所述远地面站与所述近地面站通过网际网络互为通信，所述近地面站还包括储存器，所述储存器预存各类大气数据分布信息标准区间值，每一标准区间值对应不同的可见光色相值，所述数据分析模块将接收的具有地理位置信息的所述大气数据分布信息对应转换为色相值，进而获得三维彩色大气数据分布图和/或对应的三维等高线图。相较于现有技术，在本专利技术的基于无人机的大气数据分布三维可视化动态展示系统中，对所述监测区域内的每一地理位置进行监测，无人机连续飞行移动可通过设置大气数据检测模块的检测频率获取不同精度的大气数据分布信息，频率越高，数据越精确。另一方面，在本专利技术的近地面站中，设置存储器，使得所述空气质量参数与所述色相值相匹配，将不可见的大气数据转换为可见的三维彩色图，直观呈现所监测区域的大气数据分布，提高可视化程度。再者，通过控制所述无人机在检测区域内的检测次数(每在检测区域内飞行一遍并获取大气数据分布信息，为一次检测)，可以获得动态的大气数据分布信息，对应的，所述显示器对应可以呈现所述监测区域的大气数据动态分布。附图说明图1是本专利技术大气数据分布三维可视化动态展示系统的结构框图；图2是图1大气数据分布三维可视化动态展示系统的工作流程示意图；图3是选定的监测区域视图；图4为图3中的飞行监测轨迹视图；图5是本专利技术大气数据分布三维可视化动态展示系统显示的一种实施例的大气数据分布信息图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，是本专利技术所揭示的一种大气数据分布三维可视化动态展示系统的结构框图。所述大气数据分布三维可视化动态展示系统1包括无人机11、近地面站13及远地面站15。所述无人机11对选定的监测区域空间内的大气数据分布进行监测，并收集实际大气数据分布信息。所述近地面站13与所述无人机11通过近场通信技术或其它无线通讯方式互为通信，比如本实施方式中具体使用433MHz或915MHz的无线电台互为通信，以接收来自所述无人机11所收集的实际大气数据分布信息，并对应处理分析所接收的大气数据分布信息转换为显示数据信息，实现三维可视化展示。所述远地面站15与所述近地面站13通过网际网络实现数据传输，以获取实际的大气数据分布信息及可视化展示信息。请结合参阅图2，是图1所述大气数据分布三维可视化动态展示系统对选定监测区域进行监测的工作流程示意图。当采用所述大气数据分布三维可视化动态展示系统1对选定的监测区域进行大气数据监测时，其包括如下步骤：步骤S1，选定待监测的监测区域，获取对应的监测区域视图A。本步骤中，所述监测区域视图A可通过卫星或正射影像图等手段获取。如图3所示，选定监测区域是位于环境具有不同高度范围的待检测区域，设定所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大气数据分布三维可视化动态展示方法，包括如下步骤：选定监测区域，获取对应的监测区域视图；于所述监测区域视图设定两两相互垂直的第一维方向、第二维方向和第三维方向，形成呈三维空间的监测区域视图；提供无人机并使其在所述监测区域内移动监测，所述无人机包括定位模块、大气数据检测模块及数据发射模块，所述定位模块获取所述无人机在所述监测区域的当前地理位置信息，所述大气数据检测模块监测当前所述无人机所在地理位置的大气数据分布信息，并获得该地理位置的具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据发射模块发射所述具有地理位置信息的大气数据分布信息；提供地面站，所述地面站包括数据接收模块、数据分析模块及显示器，所述数据接收模块接收来自所述数据发射模块发出的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据分析模块对接收到的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息进行分析，所述显示器以所述无人机实时的地理位置对应实时显示经所述数据分析模块分析后的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息。

【技术特征摘要】
1.一种大气数据分布三维可视化动态展示方法，包括如下步骤：选定监测区域，获取对应的监测区域视图；于所述监测区域视图设定两两相互垂直的第一维方向、第二维方向和第三维方向，形成呈三维空间的监测区域视图；提供无人机并使其在所述监测区域内移动监测，所述无人机包括定位模块、大气数据检测模块及数据发射模块，所述定位模块获取所述无人机在所述监测区域的当前地理位置信息，所述大气数据检测模块监测当前所述无人机所在地理位置的大气数据分布信息，并获得该地理位置的具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据发射模块发射所述具有地理位置信息的大气数据分布信息；提供地面站，所述地面站包括数据接收模块、数据分析模块及显示器，所述数据接收模块接收来自所述数据发射模块发出的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息，所述数据分析模块对接收到的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息进行分析，所述显示器以所述无人机实时的地理位置对应实时显示经所述数据分析模块分析后的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息。2.根据权利要求1所述的大气数据分布三维可视化动态展示方法，其特征在于，所述无人机在所述监测区域内的每一实时位置对应一地理位置信息及大气数据分布信息。3.根据权利要求2所述的大气数据分布三维可视化动态展示方法，其特征在于，所述地理位置信息包括经度、纬度和高度；所述大气数据分布信息包括大气成份及其浓度。4.根据权利要求3所述的大气数据分布三维可视化动态展示方法，其特征在于，沿所述无人机移动方向，所述大气数据检测模块依次监测对应所述无人机的实时的地理位置的大气数据分布信息，并依次获得所经过的所述地理位置的大气数据分布信息，且所述大气数据分布信息与所述无人机经过的地理位置的地理位置信息相对应。5.根据权利要求4所述的大气数据分布三维可视化动态展示方法，其特征在于，所述地面站包括存储器，所述存储器预存各类大气数据分布信息标准区间值，所述存储器接收来自所述数据接收模块接收的实际测得的所述具有地理位置信息的大气数据分布信息，并与预存的所述各类大气数据分布信息标准区间值相比较，同时把比较结果反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋抒彤，曽建棠，梅兆瑞，
申请(专利权)人：深圳市可飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44