本发明涉及土地规划设计领域，特别涉及一种土地三维规划设计平台及其设计方法。
背景技术：
一定地区范围内，按照经济发展的前景和需要，对土地的合理使用所作出的长期安排。随着国民经济的不断发展，人们对土地规划的合理性和科学性有了更高的要求，同时，对土地规划和建设的准确度也有所提高。
在土地三维规划设计过程中，需要利用二维模型和三维模型进行辅助设计，以求达到更好的设计效果。随着三维gis技术、计算机技术的快速发展,国内外三维gis软件无论是在产品功能的丰富性、开发接口的扩展性方面都取得了很大的进步，很多在成熟二维gis平台上已有的功能，在三维gis平台上也逐步实现，并已向二三维一体化gis平台发展。许多国产gis软件也先后在其产品中开发了三维gis软件系统，在部分具备开发和应用条件的地区，已初步建立三维gis技术支持下的城市规划信息系统，并取得了良好应用效果，如苏州市三维规划辅助决策系统，烟台三维城市规划信息系统等。
但在传统的模型制作过程中，通过全站仪、测距仪和gps接收机等设备在实地进行测量，再测量得出的数据手动输入到计算机内，从而完成二维模型和三维模型的制作。但这种方式制作模型需要人工输入测量数据到计算机内，导致设计和施工过程容易出现差错，同时，在建模过程中容易由于模型精度不高，容易也会造成设计上的误差。故存在出错率较高的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种土地三维规划设计平台及其设计方法，具有能够减少出错率的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种土地三维规划设计平台，包括：
（1）无人机航测系统，包括：数字摄影测量模块，用于对需要规划设计的区域进行拍摄以得到航拍影像；无人机飞行模块，用于搭载数字摄影测量模块在需要规划设计的区域上空飞行；无人机控制模块，用于控制和规划无人机的飞行路线，得到航拍影像后控制无人机降落；数据处理模块，用于将所述航拍影像导入图形处理软件，处理后导出立体的数字高程模型；
（2）土地三维规划系统，包括：数据导入模块，用于导入所述数字高程模型以及规划地区的地理方位信息；模型建立模块，利用gis技术建立空间模型并导入所述数字高程模型以及规划地区的地理方位信息，然后导出初始三维模型和初始二维模型；要素模型模块，通过软件制作所需要规划的地理要素模型，并归纳储存形成模型库；规划设计模块，用于将模型库内的地理要素模型按照设计方案添加到初始三维模型和初始二维模型上的指定方位，生成三维模型产品和二维模型产品，完成规划设计；
（3）土地验收分析系统，包括：文件导入模块，用于导入所述三维模型产品；工程验收模块，用于在地理要素建造过程中通过所述无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并通过模型建立模块处理后所得到建造模型；对比模块，用于将建造模型和三维模型产品进行数据对比，并生成对比结果。
通过这样的设置：无人机飞行模块搭载数字摄影测量模块在需要规划的区域上空测量，能越过位于地面杂草、石堆等障碍物，减小地形对测量结果的影响，能起到方便测量和提高测量精度的作用。同时，也能减小障碍物对测量结果的影响，能在一定程度上起到提高测量精度的作用，有效的减少了在测量过程中的出错率。
将数字高程模型以及规划地区的地理方位信息导入模型建立模块，经过处理后导出初始三维模型和初始二维模型，根据初始三维模型和初始二维模型进行规划设计，并制作出三维模型产品和二维模型产品。通过三维模型产品和二维模型产品，能让施工人员更直观的看出设计的方案，能起到方便施工的作用，同时，也能减少施工过程中的出错率。
在施工过程中，通过对比结果可得到实际建造过程中与设计所存在的差异，差异面积可在一定程度上判断建造的整体质量，差异位置坐标能帮助施工人员找到建造存在误差较大的区域，从而能根据对比结果在建造过程中作出适当的调整，从而能有效减少出错率。
本发明的进一步设置：所述模型建立模块还包括tin部，所述tin部用于将数字高程模型转换成tin模型。
通过这样的设置：tin部用于将数字高程模型转换为不规则三角网络组成的tin模型。tin模型能够较准确地估计地貌的特征点、线，从而能够表示出复杂的地形，具有精度高的优点，能在一定程度上减少误差。
本发明的进一步设置：所述模型建立模块包括分辨率调整模块和图形叠加模块；所述分辨率调整模块用于，在tin模型建立完成后，通过软件将所述航拍影像的分标率调整至与tin模型相同；所述图形叠加模块用于将相同分辨率的tin模型和航拍影像叠加。
通过这样的设置：tin模型和航拍影像叠加后，tin模型能提高航拍影像的立体效果，航拍影像也能提高tin模型的美观性，从而提高整体的立体观感。同时，航拍影像能矫正tin模型上存在的误差。通过tin模型或航拍影像均能看出地理要素所处的位置。当tin模型上存在误差时，通过观察航拍影像中地理要素所处的位置；当航拍影像上存在误差时，通过观察tin模型中地理要素所处的位置，能判断出地理要素更准确的位置。起到对照检验tin模型和航拍影像的作用，也能达到减少出错率的效果。
本发明的进一步设置：所述要素模型模块还包括输入输出部，所述输入输出部用于在所述模型库和移动数据储存器之间传输数据。
通过这样的设置：将模型库内的数据通过输入输出部传送到移动数据储存器内，备份数据的功能。当需要使用移动数据储存器内的数据时，可直接从移动数据储存器通过输入输出部将数据传送到模型库，从而可直接从模型库中使用该数据，达到方便使用的效果。
本发明的进一步设置：所述地理要素模型包含用于表示道路、农田、水渠的相互分离的三维实体模型。
通过这样的设置：三维实体模型能直观的体现规划设计的地理要素模型的具体方位，人能通过三维实体模型更直观的理解规划设计。
一种土地三维规划设计方法，包括以下步骤：通过所述无人机控制模块操控无人机飞行模块飞行至需要规划设计的区域上空；利用数字摄影测量模块收集航拍影像；将所述航拍影像导入数据处理模块，处理后导出数字高程模型；将所述数字高程模型以及规划地区的地理方位信息导入所述模型建立模块，生成初始三维模型和初始二维模型，根据所述初始三维模型和所述初始二维模型进行规划设计，将所述初始三维模型和所述初始二维模型导入模型建立模块；并生成三维模型产品和二维模型产品；利用所述三维模型产品和所述二维模型产品进行地理要素的建造；在地理要素的建造过程中进行检验分析并生成对比结果；判断对比结果是否满足规划设计要求；满足规划设计要求时，则根据三维模型产品和二维模型产品继续建造地理要素，直至建造完成。
通过这样的设置：无人机航测系统对需要规划的区域进行航拍，并通过模型建立模块，生成初始三维模型和初始二维模型，再将三维模型和初始二维模型导入模型建立模块。能有效减少人工计算量，防止因人员计算失误导致计算错误，达到减少出错率的效果。根据初始三维模型和初始二维模型进行规划设计，并按照设计要求将地理要素模型导入初始三维模型，生成三维模型产品和二维模型产品。从而可根据三维模型产品和二维模型产品进行施工建造，使施工人员能通过三维模型产品和二维模型产品直观的了解设计要求，从而起到方便施工和减少在施工过程的出错率的作用。
在建造过程中通过无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并得到建造模型，建造模型能够体现地理要素实际的建造情况。利用对比模块对建造模型和三维模型产品进行对比分析，生成对比结果，从而能直观的得到建造模型与三维模型产品之间的差异。根据建造模型与三维模型产品之间的差异判断对比结果是否满足规划设计要求，从而能有效减少建造过程的出错率。
本发明的进一步设置：利用软件制作地理要素模型，并将所述地理要素模型储存在所述模型库内，从所述模型库中导出所述地理要素模型并按照设计要求导入所述初始三维模型，形成三维模型产品。
通过这样的设置：根据规划设计的需求利用软件制作地理要素模型，并储存在模型库内。在规划设计过程中则可以直接从模型库内导出地理要素模型，达到方便使用的效果。
本发明的进一步设置：利用所述移动数据储存器与所述输入输出部连接，并将所述地理要素模型传输至所述移动数据储存器。
通过这样的设置：利用输入输出部将模型库内的地理要素模型传输到移动数据储存器，能起到备份地理要素模型的作用。同时，当需要使用移动数据储存器内的地理要素模型时，也能再利用输入输出部将移动数据储存器内的地理要素模型传输到模型库内，达到方便使用的效果。
本发明的进一步设置：所述检验分析包括：在地理要素建造过程中通过所述无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并得到建造模型，并将所述建造模型和所述三维模型产品导入所述土地验收分析系统，利用所述对比模块对两个模型进行对比分析，生成对比结果；判断对比结果是否满足规划设计要求；满足规划设计要求时，则根据三维模型产品和二维模型产品继续建造地理要素，直至建造完成。
通过这样的设置：通过对比分析检验建造是否符合规划设计的要求。在对比结果满足规划设计要求并存在一定的误差时，根据实际情况在建造过程中进行适当的调整，从而能有效减少建造过程的出错率。在对比结果不满足设计规划要求时，要根据建造模型对所述三维模型产品和二维模型产品进行整改，重新测绘和规划设计。根据对比结果合理调整规划设计方案，能降低建造成本并能有效保证建造质量。
本发明的进一步设置：所述对比结果包括差异面积、差异位置坐标、差异信息报表。
通过这样的设置：差异面积能体现工程整体的建造质量，差异位置坐标能体现存在建造误差的具体位置，差异信息报表能直观的看出工程整体的建造情况。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
无人机飞行模块能搭载数字摄影测量模块飞越位于地面杂草、石堆等障碍物，减小地形对测量结果的影响，能起到方便测量和提高测量精度的作用。同时，也能减小障碍物对测量结果的影响，能在一定程度上起到提高测量精度的作用，有效的减少了在测量过程中的出错率。
利用模型建立模块，生成初始三维模型和初始二维模型，能有效减少人工的计算量，防止因人员计算失误导致计算错误，达到减少出错率的效果。根据初始三维模型和初始二维模型进行规划设计，并制作出三维模型产品和二维模型产品。通过三维模型产品和二维模型产品，能让施工人员更直观的看出设计的方案，能起到方便施工的作用，同时，也能减少施工过程中的出错率。
在施工过程中，通过对比结果可得到实际建造过程中与设计所存在的差异，从而能根据对比结果在建造过程中作出适当的调整，有效减少出错率。
附图说明
图1是本实施例的整体架构图；
图2是本实施例的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种土地三维规划设计平台，如图1所示，包括：无人机航测系统、土地三维规划系统和土地验收分析系统。
无人机航测系统包括无人机飞行模块、数字摄影测量模块、无人机控制模块和数据处理模块。无人机飞行模块为四旋翼无人机，用于搭载数字摄影测量模块在需要规划设计的区域上空飞行。无人机控制模块，用于控制和规划无人机的飞行路线，得到航拍影像后控制无人机降落。数字摄影测量模块，用于对需要规划设计的区域进行拍摄以得到航拍影像。数据处理模块，用于将航拍影像导入图形处理软件，处理后导出立体的数字高程模型。
利用无人机飞行模块搭载数字摄影测量模块在需要规划的区域上空进行测量，能越过位于地面杂草、石堆等障碍物，能起到方便测量的作用，同时，也能减小障碍物对测量结果的影响，能在一定程度上起到提高测量精度的作用，有效的减少了在测量过程中的出错率。数字摄影测量模块对土地进行拍摄测量后得到航拍影像，将航拍数据导入数据处理模块的图形处理软件（数字摄影测量网格及jx-4cdps、virtuozont），处理后导出数字高程模型。
土地三维规划系统包括数据导入模块、模型建立模块、要素模型模块和规划设计模块。数据导入模块，用于导入数字高程模型以及规划地区的地理方位信息，地理方位信息包括经度、纬度、海拔和南北朝向。模型建立模块利用gis技术建立空间模型并导入数字高程模型以及规划地区的地理方位信息，然后导出初始三维模型和初始二维模型。
用要素模型模块对初始三维模型进行分析，通过三维软件（3dstudiomax）制作所需要规划的地理要素模型，地理要素模型包含用于表示道路、农田、水渠的相互分离的三维实体模型。将地理要素模型归纳储存，形成模型库。
根据初始三维模型和初始二维模型进行土地规划设计，利用规划设计模块将模型库内的地理要素模型按照设计方案添加到初始三维模型和初始二维模型上的指定方位，生成三维模型产品和二维模型产品，完成规划设计。利用三维模型产品和二维模型产品能让施工人员更直观的看出设计的方案，能起到方便施工的作用，同时，也能减少施工过程中的出错率。
土地验收分析系统包括文件导入模块、工程验收模块和对比模块。文件导入模块用于导入所述三维模型产品；工程验收模块用于在地理要素建造过程中通过所述无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并通过模型建立模块处理后所得到建造模型。通过对比模块将建造模型和三维模型产品进行数据分析和对比，并生成对比结果，对比结果包括差异面积、差异位置坐标、差异信息报表。通过对比结果可得到实际建造过程中与设计所存在的差异，差异面积可在一定程度上判断建造的整体质量，差异位置坐标能帮助施工人员找到建造误差较大的区域，从而能根据对比结果在建造过程中作出适当的调整，有效减少出错率。
模型建立模块还包括tin部，tin部用于将数字高程模型转换为不规则三角网络组成的tin模型，tin模型能较好地估计地貌的特征点、线，表示复杂地形，具有精度高的优点，能在一定程度上减少误差。
模型建立模块包括分辨率调整模块和图形叠加模块；分辨率调整模块用于，在tin模型建立完成后，通过软件将航拍影像的分标率调整至与tin模型相同；图形叠加模块用于将相同分辨率的tin模型和航拍影像叠加，产生待规划设计的区域的三维地形场景。tin模型能使航拍影像具有更好的立体效果，能够提高整体的立体效果，同时，当tin模型上存在误差时，通过观察航拍影像中地理要素所处的位置，能判断出地理要素更准确的位置，起到对照检验tin模型和航拍影像的作用，也能达到减少出错率的效果。
要素模型模块还包括输入输出部，输入输出部用于在模型库和移动数据储存器之间传输数据，移动数据储存器为u盘。通过u盘存储地理要素模型，当需要再次使用该地理要素模型时，可直接从u盘导出地理要素模型并使用，能起到方便使用的效果。
如图2所示，与本发明的土地三维规划设计平台相对应的土地三维规划设计方法，包括以下步骤：
一、通过无人机控制模块操控无人机飞行模块飞行至需要规划设计的区域上空。
二、利用数字摄影测量模块收集航拍影像。
三、将航拍影像导入数据处理模块，处理后导出数字高程模型。
四、将数字高程模型以及规划地区的地理方位信息导入模型建立模块，生成初始三维模型和初始二维模型，将初始三维模型和初始二维模型导入模型建立模块。
五、利用软件制作地理要素模型，将地理要素模型储存在模型库内。
六、利用移动数据储存器与输入输出部连接，并将地理要素模型传输至移动数据储存器。
七、根据初始三维模型和初始二维模型进行规划设计，从模型库中导出地理要素模型并按照设计要求导入初始三维模型内，生成三维模型产品和二维模型产品。
八、利用三维模型产品和二维模型产品进行地理要素的建造。
九、检验分析包括：在地理要素建造过程中，通过无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并得到建造模型。
十、将建造模型和三维模型产品导入土地验收分析系统，利用对比模块对两个模型进行对比分析，生成对比结果。
十一、判断对比结果是否满足规划设计要求。
十二、满足规划设计要求时，则根据三维模型产品和二维模型产品继续建造地理要素，直至建造完成。
进一步说明，在对比结果不满足设计规划要求时，要根据建造模型对所述三维模型产品和二维模型产品进行整改。
本发明的无人机航测系统可根据项目工程的需要，通过无人机航测系统对需要规划的区域进行航拍，得到航拍影像。能减小地形和地面上的障碍物对测量结果的影响，达到方便测量和提高测量精度的作用。再经过数据处理模块将航拍影像转换为数字高程模型。然后将数字高程模型以及规划地区的地理方位信息导入模型建立模块，生成初始三维模型和初始二维模型，再将三维模型和初始二维模型导入模型建立模块。能有效减少人工计算量，防止因人员计算失误导致计算错误，达到减少出错率的效果。
利用软件制作地理要素模型并储存在模型库内。利用移动数据储存器与输入输出部连接，并将地理要素模型传输至移动数据储存器，可利用移动储存器储存地理要素模型，储存地理要素模型的同时，也能方便多次使用该地理要素模型。根据初始三维模型和初始二维模型进行规划设计，并按照设计要求将地理要素模型导入初始三维模型，生成三维模型产品和二维模型产品。从而可根据三维模型产品和二维模型产品进行施工建造，使施工人员能通过三维模型产品和二维模型产品直观的了解设计要求，从而起到方便施工和减少在施工过程的出错率的作用。
在建造过程中通过无人机航测系统对该设计规划区域再次进行航测分析并得到建造模型，再将建造模型和三维模型产品导入土地验收分析系统，利用对比模块对两个模型进行对比分析，生成对比结果，通过对比结果能直观的得到建造模型与三维模型产品之间的差异，从而根据建造模型与三维模型产品之间的差异判断对比结果是否满足规划设计要求。满足规划设计要求时，则根据三维模型产品和二维模型产品继续建造地理要素，直至建造完成。通过对比分析检验建造是否符合规划设计的要求，从而能有效减少建造过程的出错率。
在对比结果不满足设计规划要求时，要根据建造模型对所述三维模型产品和二维模型产品进行整改，重新测绘和规划设计。根据对比结果合理调整规划设计方案，能降低建造成本并能有效保证建造质量。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。