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      GIS技術園林綠化論文

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      GIS技術園林綠化論文

      1關鍵技術及實現

      1.1基于統一建模語言的數據調查與數據建庫一體化關鍵技術及實現要實現數據調查與數據建庫的一體化,必須針對便攜式應用、大數據分析等不同應用場景,構建統一的數據標準并建立適應性強的空間數據庫,使其既滿足數據調查整理應用,又滿足數據建庫分析應用。本次研究中,我們運用UML(統一建模語言),根據空間數據的分類原則和面向對象的繼承特性,將園林資源數據進行分類抽象,然后根據空間數據的不同特性將園林資源數據劃分為點、線、面等圖層,最后根據對象的相關信息,劃分出各個對象的屬性。在建立數據庫物理結構時,根據應用需求,數據調查整理場景下生成SQLite格式數據庫,數據建庫分析場景下生成Oracle格式數據庫,由于兩種場景數據庫的分層結構設計一致,因此使用過程中能無縫轉換,從而實現了數據調查與數據建庫的一體化。

      1.2基于遙感影像和實景影像的圖形信息和屬性信息一體化關鍵技術及實現

      1.2.1基于多尺度分割的城市園林綠化資源提取技術傳統的基于像元的遙感影像分析方法對于低分辨率的遙感影像具有較強的適用性,但對于高分辨率的遙感影像,隨著空間分辨率的提高,單個像元所包含的語義信息更多,更多像元呈現混合像元特性,影像上單個像元所表示的信息大部分來自周圍地物,采用基于像元分析的傳統分類算法難以提取所需信息。本次研究中,我們采用了基于面向對象的影像分析方法,針對高分辨率遙感影像中地表物體的形狀、色調、紋理和鄰域關系等復合空間特征,采用閾值分割法、區域分割法等手段,對多波段遙感數據進行多尺度分割,生成不同尺度的對象層,形成對象層次網絡體系。多尺度分割后影像的基本單元已不是單個像元,而是由同質像元組成的多邊形對象,每一多邊形對象不僅包含像元固有的光譜信息,還有多邊形的形狀信息、紋理信息與鄰域信息,對于光譜信息類似的不同種類的園林綠化資源而言,通過多邊形對象其他屬性信息的差異就可以輕松地提取出來。該技術主要分為數據收集與整理、影像預處理、影像分割、建立知識庫、數據提取、指標評價等步驟,技術流程。

      1.2.2基于連續實景影像的樹種識別技術及實現實景影像作為第5D產品正在各地“智慧城市”的建設中被廣泛應用。利用連續實景影像數據,從實景影像中提取多角度的樹葉照片,與已經建立完成的樹葉知識庫進行關聯、比對,快速識別不明樹種。該技術的實現主要分為以下幾個步驟:1)建立樹葉知識庫通過日常工作的積累和相關資料的查找,建立各種樹木的照片、文字資料等知識庫。該知識庫包括樹木的照片、樹葉的照片、相關的背景資料等,為后續進行樹種識別,提供足夠的數據支撐,并根據一定的規則,不斷地擴充完善。2)樹葉影像提取基于連續實景影像數據,沿著道路行進方向,提取數據范圍內樹木的空間信息,并根據識別要求,從連續實景影像中提取多個角度的樹葉照片,通過歸納、整理,形成待確認的樹種圖片庫。3)樹種關聯、比對將待確認的樹種圖片庫與已知的樹種數據庫進行比對、分析,比對結果按照相似度的等級進行排序,綜合考慮其他多種因素后,最終確認樹木的類別。通過以上技術有效解決了在園林綠化資源調查中,人為識別樹種存在多樣性的問題,提高了數據調查的效率

      1.3基于移動gis技術

      內外業一體化關鍵技術及實現移動GIS技術是以移動互聯網為支撐、以智能終端為載體,結合北斗、GPS或基站為定位手段的又一新興GIS技術。傳統的調查方式是利用紙質底圖到實地進行采集,完成采集后交由錄入人員進行數字化工作,最后按應用需求制作成果數據。整個工作中外業采集和內業處理被分離為兩個獨立環節。本次研究中,借助移動GIS技術,利用智能終端集成實時定位模塊,并開發現場編輯、圖形顯示、信息錄入等功能的數據采集功能,將傳統園林資源調查中的外業工作以及內業工作直接在智能終端上完成,形成數字化成果,實現真正意義上的調查工作內外業一體化。

      2一體化調查的作業流程

      一體化調查的組織與實施主要分為資料收集、數據預處理、基于遙感影像的數據分類、基于連續實景影像的行道樹樹種識別,基于移動GIS的數據現場調查以及整理與入庫等環節。1)資料收集收集調查區域高精度遙感影像數據、連續實景影像數據、基礎地形數據,包括城市地形圖、城市建成區范圍圖、城市總體規劃和城市綠地系統規劃等圖件和文字資料,按照園林資源分類要求,借助統一建模語言,構建全面標準一致、結構統一的多格式、多用途的數據庫。2)數據預處理對收集的高精度遙感影像數據進行幾何糾正、輻射糾正、圖像拼接、圖像增強等處理;對連續實景影像數據進行圖像壓縮、坐標糾正等處理;對基礎地形數據進行格式轉換、分層設色等處理。3)基于遙感影像的數據分類基于高精度遙感影像,建立園林綠化資源特征知識庫,采用面向對象的多尺度分割技術,獲取城市園林資源中公園綠地、生產綠地、防護綠地、附屬綠地、其他綠地等園林綠化資源的初步數據。4)基于連續實景影像的行道樹樹種識別依托連續實景影像采集技術,基于真實的連續實景影像數據,通過計算機輔助人工識別,快速采集道路兩旁的園林資源數據,如行道樹的樹種、高度等。5)基于移動GIS的數據現場調查借助便攜式移動GIS技術,主要針對遙感數據在云霧遮擋、地物屬性解譯不明等情況,由作業人員實地采集公園綠地、附屬綠地、生產綠地等園林綠化資源數據。6)整理與入庫在統一數據規范下,對數據完整性、數學精度、數據語義一致性、邏輯一致性、屬性值的正確性、數據結構和編碼等進行檢查并入庫。

      3應用情況

      本文提出的城市園林綠化資源一體化調查技術已成功應用于重慶市風景園林局信息化建設中。作為本次研究成果的示范和推廣區,渝北區、南岸區、渝中區、江北區、北碚區、沙坪壩區、九龍坡區、大渡口區、巴南區等主城九區已借助本研究成果完成了轄區內園林綠化資源的調查工作,建立了園林綠化綜合數據庫,實現了園林綠化資源信息化管理。相比于傳統的調查方式,一體化調查技術在很大程度上可以降低外業的工作強度、減少重復勞動、縮短作業周期,同時,調查錯誤率由原來傳統采集方式的5.2%降低到了1%,有效節約了建設成本和管理經費,取得了良好的社會效益和經濟效益。紋理映射后得到更加逼真的模型3D,至此完成整個模型的重建工作。

      4結束語

      本文利用三維激光技術實現了孔子雕塑模型3D表面的重建,對重建方法進行了可行性論證。通過精確拼接技術,進一步提高了重建模型的精度。并結合逆向軟件的使用對3D模型表面進行了紋理映射以及接縫的處理,使重建后的孔子雕像模型3D表面更加真實。但是,在對孔子雕塑進行掃描時,會造成掃描漏洞,對重構的模型精度造成影響。而近景攝影測量技術由于其使用方便,并具有人工主觀采集建筑物特征點的優點,適合于解決三維激光掃描數據中存在的空洞問題。因此,可以考慮采用近景攝影測量輔助三維激光掃描的方式來進行數據采集。

      作者:向煜徐占華曹欣單位:重慶數字城市科技有限公司重慶市地理信息云服務企業工程技術研究中心

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