一种同时获取时间和坐标信息的景观数据采集系统的制作方法

专利名称：一种同时获取时间和坐标信息的景观数据采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据采集系统，更具体涉及一种能同时获取时间和坐标信息的景观数据采集系统。
目前对需要时间与经纬度坐标信息的野外景观数据采集，一般采用普通照相机结合全球定位系统(Global Position System，简称GPS)，用手工记录和编号的方法来确定野外景观数据的时间与经纬度坐标信息。也有用摄像机和GPS的配合来采集野外景观数据的，如“执行野外信息采集、定位与处理的系统与方法”专利号98125290.7，这些系统的采样方法存在着以下不足1、需用大量的胶卷或摄像带等不可再利用的耗材，费用昂贵。
2、数据的采集和处理过程复杂繁琐，需花费大量的人力和时间，由于人工干预过多，容易出错。
3、采集的数据后期处理工作周期长，不利于在农情速报、资源速查等时间周期要求短的项目中应用。

发明内容
本发明的目的是提供一种能同时获取时间和经纬度坐标信息的景观数据采集系统。该系统对采集的野外景观数据能自动匹配时间信息和经纬度坐标信息，操作方便、快捷、准确。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案数码相机将获取的图像信息通过通用串行总线(universal serial bus，简称USB)传输给笔记本电脑，对获取的图像笔记本电脑自动按数字递增的方法命名，并人工输入景观类型标识；笔记本电脑通过RS232通讯接口同时接收全球定位系统(Global Position System，简称GPS)的时间信息和经纬度坐标信息，将接收到的图像信息、图像名称、景观类型标识、时间信息和经纬度坐标信息自行进行匹配，并生成一条记录存入数据库中，且可在屏幕上显示匹配的信息。
本发明与现有技术相比具有以下优点经纬度坐标定位误差小，时间信息和经纬度坐标信息通过笔记本电脑及时标识在图像上，不需要胶卷、摄像带等耗材；数据的采集和处理过程简单，图像的时间和经纬度坐标信息的标识可自动实现，不易出错；采集的数据后期处理工作周期短，适应农情速报、资源速查等时间周期要求较短项目的应用。
图2是一种同时获取时间和经纬度坐标信息的景观数据采集系统的集成框图。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
由

图1可知，GPS天线和GPS OEM板组成GPS接收仪，接收GPS的时间和经纬度坐标信息，通过RS232串行通讯接口传送到笔记本电脑中；数码相机采集的图像信息同一时间通过USB高速接口传送到笔记本电脑中。
由图2可知系统的工作流程为首先启动电脑，初始化COM口和GPS接收仪，打开数码相机，在笔记本电脑上设定数据采集时间间隔，GPS接收仪进入工作状态，同时系统对GPS接收仪进行状态监测，如果GPS接收仪工作正常，系统读取其接收到的时间和经纬度坐标信息，写入到系统工作内存；如果GPS接收仪工作不正常，则进入报警系统，进行人工查错、排错，再重新初始化GPS接收仪。在GPS接收仪工作的同时，数码相机摄取的图像信息通过USB高速接口写入笔记本电脑的另一工作内存并在显示屏上显示。笔记本电脑将上述工作内存中的图像信息、GPS时间信息和经纬度坐标信息进行匹配，标识在该图像上并在笔记本电脑上显示。这时，利用采集下一帧图像的时间间隔，通过笔记本电脑键盘输入该图像所对应的景观类型标识，并同笔记本电脑获取的图像信息、时间信息、经纬坐标信息以及自动生成的图像名称作为一条记录写入到数据库中。当该记录生成后，笔记本电脑清除工作内存，进行下一幅图像的采集和GPS信息的接收。
(1)通用串行总线(universal serial bus，简称USB)通用串行总线(USB)是由IBM、Compaq、Intel、Microsoft等公司联合开发的一种外设总线标准，用于计算机与外设之间的数据交换。USB允许外设在主机与其他外设工作时，进行连接、配置、使用及转移，即谓“热拔插”。USB还可以为数码相机、GPS等外设提供电源。
(2)数码相机数码相机分辨率高、方便、快捷、处理软件丰富，不仅能采集静止图像，而且能采集音频、视频。
本发明使用的数码相机需满足a、相机能够进行连续自动采样；b、可与笔记本电脑通过USB接口进行高速通讯；c、分辨率优于640*480，24位真彩色；d、快门速度小于1/128秒，以保证在稍有晃动的情况下也能正常工作；e、支持通用的工业标准，或提供编程接口。
奥美嘉公司生产的e拍3000+型数码相机与本系统要求相吻合。
(3)GPS接收仪本发明的GPS接收仪采用导航型GPS OEM(GN77)板，它具有体积小，功耗低的特点，可由USB口提供电能，GPS OEM通过RS232串行口与笔记本电脑连接通讯，为系统提供GPS时间和经纬度坐标信息。
(4)笔记本电脑具有USB接口的笔记本电脑。
2、图像采集处理系统程序设计图像采集处理数据库系统设计以WINDOWS 98、WINDOWSNT、WINDOWS 2000为平台，以DELPHI 5为开发工具，数据库采用Microsoft Access，电子地图显示与定位选择美国ESRI公司的MAPOBJECT2.0控件(简称MO2)。
程序采用多线程设计，分为GPS读取与监控线程、景观监测记录线程和图像采集线程。
GPS读取与监控线程，负责读取GPS时间与经纬度坐标数据，同时监控GPS工作是否正常，防止发生因卫星失锁造成定位数据错误的情况。监控的原理是每3秒钟读不到卫星数据，就认为GPS工作不正常。
景观监测记录线程负责记录野外景观情况，根据设定的景观类型及相对应的标识，进行人机交互式的记录。
图像采集线程负责采集时间间隔的设定、图像信息的采集、图像的自动命名、获取的时间信息与经纬度坐标信息的匹配、数据库记录的生成及图像数据的入库工作。
本发明由上述硬件和程序集成。数码相机通过USB接口与笔记本电脑相连，由GPS天线与GPS OEM板组成的GPS接收仪通过RS232通讯接口与笔记本电脑相连，形成本发明的硬件系统。
本发明的软件系统通过上述图像采集处理系统程序实施，程序初始化RS232通讯接口，启动GPS接收仪，在笔记本电脑上设定数据采集时间间隔，GPS接收仪进入工作状态，同时程序对GPS接收仪进行状态监测。如果GPS接收仪工作正常，系统读取其接收到的时间和经纬度坐标信息，写入到系统工作内存；如果GPS接收仪工作不正常，则进入报警系统，进行查错、排错，重新初始化GPS接收仪。在GPS接收仪工作的同时，程序将数码相机摄取的图像信息通过USB高速接口写入笔记本电脑并以数字递增的方式自动命名，存入笔记本电脑的另一工作内存并在笔记本电脑上显示。程序将上述工作内存中的图像信息、图像名称、GPS时间信息和经纬度坐标信息进行匹配，标识于该图像上并在笔记本电脑上显示。这时，利用采集下一帧图像的时间间隔，通过笔记本电脑键盘输入该图像所对应的景观类型标识，并同笔记本电脑获取的图像信息、时间信息、图像名称、景观类型标识、经纬坐标信息作为一条记录写入到数据库中。当该记录生成后，程序清除笔记本电脑工作内存，进行下一幅图像的采集和GPS信息接收。
权利要求
1.一种同时获取时间和经纬度坐标信息的景观数据采集系统，其特征在于，数码相机将获取的图像信息通过通用串行总线(universalserial bus，简称USB)传输给笔记本电脑，对获取的图像笔记本电脑自动按数字递增的方法命名，并人工输入景观类型标识；笔记本电脑通过RS232通讯接口同时接收全球定位系统(Global PositionSystem，简称GPS)的时间信息和经纬度坐标信息，将接收到的图像信息、图像名称、景观类型标识、时间信息和经纬度坐标信息自行进行匹配，并生成一条记录存入数据库中，且可在屏幕上显示匹配的信息。
全文摘要
本发明公开了一种能同时获取时间和经纬度坐标信息的景观数据采集系统,该系统将数码相机获取的图像信息通过USB传输给笔记本电脑,对获取的图像自动命名,并输入类型标识;笔记本电脑通过RS232通讯接口同时接收GPS的时间和坐标信息,将接收到的图像信息、图像名称、类型标识、时间和坐标信息自行匹配,并生成一条记录存入数据库中,且可在屏幕上显示。本发明具有坐标定位误差小,操作方便、快捷、准确,后处理工作周期短,适用于农业、土地、环境与自然灾害等方面的调查与监测等数据的采集。
文档编号G06F19/00GK1353393SQ0113831
公开日2002年6月12日 申请日期2001年12月18日 优先权日2001年12月18日
发明者薛怀平, 吴胜军 申请人:中国科学院测量与地球物理研究所