外业设备进行土地巡查和实时监控的信息采集与处理方法技术

一种应用外业便携式设备进行土地巡查和实时监控的信息采集与处理方法，其特征是：采用外业便携式手簿作为移动ＧＩＳ的硬件平台，与卫星定位技术、全站仪定位技术相结合，实现违法土地信息采集、现场成图、显示、编辑、存储与更新的整个过程；手簿通过有线电缆串口线或无线蓝牙连接与全站仪通讯，接收、提取定位信息；同时，手簿通过移动通信网络与监控中心服务器建立网络连接，实现实时卫星差分定位、地图数据下载和现场信息上传。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多源空间数据快速高精度采集与处理，特别是一种外业设备进行土地巡查 和实时监控的信息采集与处理方法，属于遥测、网络传输等

技术介绍
目前土地执法巡察行业中进行实地调查的方法是通过举报信息、用地数据分析、遥 感监控等方式发现疑似违法、违规用地，执法人员拿着相关纸质的土地利用现状图、影像 图、批地文件，到现场对违规用地利用皮尺、全站仪等设备，现场丈量，数据记录方式主 要是手工绘制草图和简要标注相关的土地属性。然后根据具体违法情况，直接现场处理， 或者将取证结果带回内业立案处理。上述方法存在的缺点是-a、 需要准备、携带多种纸质图件，给实地巡察作业带来了诸多不便；b、 用皮尺测量不能绝对定位，测量地物拐点时需要有参照物，外业人员要求有良好 的测量专业知识；c、 用全站仪定位，在没有控制点需要卫星定位引点时，必须手动设置全站仪，且需 事先获取地方坐标转换参数。c、 以手工作业为主，耗时长、速度慢、步骤多、工序复杂、数据质量不高、劳动强 度大。d、 现场不能实时对疑似用地进行定性、定量分析，及时输出实地执法成果，作业周 期长；内业不能实时掌握外业巡察情况，不利于精细管理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种外业设备进行土地巡査和实时监控的信息采集与处理方法，它构建适用于移动平台的GIS (地理信息系统)数据模型，结合卫星定位、全站仪定位、无 线网络通讯、串口/蓝牙通讯、空间地理坐标转换、多源数据匹配等多项技术，实现违法用 地空间数据的快速高精度采集、几何测绘结果的所见即所得，实现现场取证信息实时回传， 进行定性、定量分析，实时输出实地执法成果。本专利技术的目的通过以下技术方案实现 一种，其特征是采用外业便携式设备手簿作为移动GIS的硬件平台(GIS平台 具有以下功能能够导入及显示多种类型GIS的地图数据，包括矢量数据和影像数据；支 持属性数据査询；现场成图；道路导航；任务分配；现场计算转换坐标参数；空间信息量 算；网络通讯；串口或蓝牙通讯等等，以上功能可以根据应用需求作适当调整)，与卫星 定位技术、全站仪定位技术相结合，实现违法土地信息采集、现场成图、显示、编辑、存 储与更新的整个过程；手簿通过有线电缆串口线或无线蓝牙连接与全站仪通讯，接收、提 取定位信息；同时，手簿通过移动通信网络与监控中心服务器建立网络连接，实现实时卫 星差分定位、地图数据下载和现场信息上传。违法用地附近有国家控制点的区域利用控制点坐标设置全站仪工作初始值；附近没有控制点的区域，手簿结合卫星接收机采用RTK技术临时布设控制点，并通过串口线或蓝牙 为全站仪引点、自动设置初始值，然后全站仪测点，手簿实时接收、解析全站仪不同明码 格式的定位电文，提取定位信息，存储并在屏幕上所见即所得。以下具体列出在没有控制点的情况下，采集违法地块空间信息的流程1) 架设全站仪在巡察作业附近的空旷地区，即卫星接收机能够成功接收精度等级较高的卫星信号的 地方，选定两处(测站点、后视点)架设全站仪；2) 利用RTK技术获取测站点、后视点坐标 将移动站卫星定位接收机依次架设在测站点、后视点上，手簿通过有线电缆(串口线)或无线连接(蓝牙)与接收机获得通讯，实时接收卫星定位电文。另一方面手簿通过移动 通信网络(GPRS、 GSM等)，与监控中心服务器建立双向的数据通信链路，实时上传移动 端(手簿)的坐标位置并接收来自控制中心的差分改正信息，写入接收机实现实时网络高 精度差分定位，以此测得测站点和后视点精确WGS-84大地坐标。将该大地坐标以当地子午线作为中央子午线进行高斯投影，得到WGS-84平面坐标。 然后通过四参数转换，再将该坐标最终转换成地方平面坐标。其中的四参数，既可在手簿 里现场计算，又可以通过直接导入事先计算好的四参文件来获取。3) 自动设置全站仪在手簿里确定坐标系——X代表东向，Y代表北向，通过角度计算公式，计算出测站 点、后视点连线与坐标轴X之间的夹角——e;然后手簿通过有线电缆(串口线)或无线连接(蓝牙)与全站仪获得通讯，用测得的测站点的地方平面坐标以及角度e按照全站仪自身指令设置全站仪工作初始值。角度计算，如图3所示，令测站点坐标为Xl, Yl，后视点为X2， Y2，则角度e为'6>=0 6=180 6=90 6=270 0=伊 0=360， 0=180+^ ，跳p4) 全站仪测点位于测站点处的全站仪通过测出待测点与测站点之间距离L，以及全站仪相对于初始 姿态的逆时针旋转角a，可以计算出待测点的高精度绝对坐标，如图3所示X = XI + cos(a + e)*L; Y = Yl + sin(a + 6)*L5) 手簿获取坐标手簿通过有线电缆(串口线)或无线连接(蓝牙)实时接收、解析全站仪定位电文， 提取并存储测得的定位点信息，通过坐标匹配在屏幕上显示。获取坐标信息后，在移动GIS平台上，通过简单直观的人机交互实现巡察地块的现场成图、属性录入与修改。现场采集成果有三类文件，都存放在一个工程文件夹下，它们分别是*实地采集的GIS数据，存放格式为ESRI Shapefile。*实地利用手簿拍摄的照片数据，存放格式为JPEG等。*实地利用手簿录制的视频数据，存放格式为MPEG4、 AVI等流行格式。取证完毕后，手簿通过移动通讯网络与监控中心连接，实时上传自身定位信息、现场取证成果。上传采集的GIS数据时，为了加快传输速率、简化传输环节，采用单个采集成果的上 传方式，即每当采集完一块违法地块后，将成图后的信息按照属性元数据(定义了属性数 据的表结构信息)一几何数据信息(描述了该成果数据的几何数据) 一属性数据(描述了 该成果数据的属性数据，按照属性元数据所定义的结构的顺序存放)的格式创建一单个文 本(文本格式可以针对不同的巡察策略做修改)，再将已存成文本文件的地块信息通过通 讯网络上传至监控中心。离线模式下,手簿通过专用数据线与PC机连接，将现场取证信息导出至车载监控中心； 在线模式下，手簿将成图后的地块数据以约定好的格式存储为单文本模式，与现场照片数 据、视频数据等其他取证信息一并通过网络通讯实时回传至监控中心，监控中心结合车载 用地数据信息，对疑似用地进行定性、定量分析，输出实地执法成果，实现快速处理。 本专利技术的优点及有益效果本专利技术可应用于以下的领域或行业(1) 国家土地管理部门用于土地调査工作。(2) 各级测绘部门用于土地调查。其中土地调查包括以下四个方面1) 土地利用现状调查2) 地籍调査3) 执法巡察4) 土地勘查其优点为本专利技术利用空间几何数据实时高精度采集、现场成图、属性信息现场录入以及数据测量与图形编辑，结合无线网络通讯、串口/蓝牙通讯、空间地理坐标转换、等多 项技术，实现巡察违法地块空间数据的实时高精度采集、几何测绘结果的所见即所得，属性信息的轻松录入；整个数据处理过程的无纸化、电子化、实时化、傻瓜化、智能化大大 提高了外业工作的效率、降低了劳动强度和对调査人员的专业要求。表现为土地执法巡察中实现了无纸化作业和全数字化的野外巡察信息采集和记录，真正做到 图件、数据、实地三者一致；在手簿移动终端实现实时网络差分卫星定位、全站仪定位，既保证采集数据的精度，又实现对几何测绘结果的所见即所得；利用手簿/卫星定位为全站仪引点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用外业便携式设备进行土地巡查和实时监控的信息采集与处理方法，其特征是：采用外业便携式手簿作为移动ＧＩＳ的硬件平台，与卫星定位技术、全站仪定位技术相结合，实现违法土地信息采集、现场成图、显示、编辑、存储与更新的整个过程；手簿通过有线电缆串口线或无线蓝牙连接与全站仪通讯，接收、提取定位信息；同时，手簿通过移动通信网络与监控中心服务器建立网络连接，实现实时卫星差分定位、地图数据下载和现场信息上传。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，何军，蔡文雯，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84