专利名称：地质信息的处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种地质信息的处理方法及装置。
背景技术：
地质资料是电网规划、设计、施工、运行、改造的重要依据，地质条件不仅影响工程建设造价，还会影响电网建设、运行的安全。随着地质条件及建设标准的不断变化，电力建设应对地质条件变化的要求不断提高，传统的图板式、按工程分散式管理工程地质资料的模式越来越影响电网建设效率，急需建立电力设施工程地质信息管理系统，而地质影响的处理则是反映地质条件的重要部分。现有技术中的对地质影像和地质矢量分别进行管理，难以直观地反映空间状况。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种地质信息的处理方法及装置，以解决现有技术中的对地质影像和地质矢量分别进行管理，难以直观地反映空间状况的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种地质信息的处理方法。该地质信息的处理方法包括:获取地质信息中的地质矢量数据；获取所述地质信息中的影像数据；以及对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。进一步地，在对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像之后，所述方法还包括:对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据。进一步地，在对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据之后，所述方法还包括:对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。进一步地，对所述地质影像进行纠正包括:对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数和传感器参数的地区，采用多项式变换的几何模型进行纠正，其中，采用两个以上多余控制点进行平差计算。进一步地，对所述地质影像进行纠正包括:对于地形起伏大或影像侧视角大的地区，利用成像的卫星轨道参数和传感器参数的地区，对所述地质影像进行物理模型纠正。进一步地，对所述地质影像进行物理模型纠正包括:恢复所述地质影像的成像模型；利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。进一步地，所述方法还包括:接收用户输入的查询关键词；以及采用搜索引擎算法并基于所述关键词对勘察数据进行快速检索。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种地质信息的处理装置。该地质信息的处理装置包括:第一获取单元，用于获取地质信息中的地质矢量数据；第二获取单元，用于获取所述地质信息中的影像数据；以及匹配单元，用于对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。进一步地，该地质信息的处理装置还包括:纠正单元，用于对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。进一步地，所述纠正单元包括:恢复模块，用于恢复所述地质影像的成像模型;第一纠正模块，用于利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及第二纠正模块，利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。通过本发明，采用获取地质信息中的地质矢量数据；获取所述地质信息中的影像数据；以及对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像，解决了现有技术中的对地质影像和地质矢量分别进行管理，难以直观地反映空间状况的问题，进而达到了更直观地反映空间状况的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是根据本发明实施例的地质信息的处理装置的示意图；图2是根据本发明第一优选实施例的地质信息的处理装置的示意图；图3是根据本发明第二优选实施例的地质信息的处理装置的示意图；图4是根据本发明实施例的地质信息的处理方法的流程图；图5是根据本发明实施例的地质影像的处理流程示意图；图6是根据本发明实施例的地质影像的处理系统的示意框图；以及图7是根据本发明实施例的权限管理模型示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图1是根据本发明实施例的地质信息的处理装置的示意图。如图1所示，该地质信息的处理装置包括第一获取单元10、第二获取单元20和匹配单元30。第一获取单元10用于获取地质信息中的地质矢量数据。第二获取单元20用于获取所述地质信息中的影像数据。匹配单元30用于对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。在上述的地质信息的处理装置中，通过第一获取单元10获取地质信息中的地质矢量数据，第二获取单元20获取所述地质信息中的影像数据，以及匹配单元30对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像，解决了现有技术中的对地质影像和地质矢量分别进行管理，难以直观地反映空间状况的问题，进而达到了更直观地反映空间状况的效果。本发明实施例的系统可以采用功能强大、稳定的AcrGIS平台作为二次开发的组件来进行电力工程地质信息的综合表达。系统通过将地质矢量数据与影像数据进行空间位置的匹配，实现遥感数据及矢量数据的叠加管理，可以结合矢量更有效的查看及利用地质综合信息；同时，遥感影像能更直观的反映空间状况，有利于矢量数据的管理及分析，进而地质矢量和影像的无缝集成和一体化管理。ArcGIS平台可以采用美国ESRI公司的GIS平台研发经验，该平台是一套全面引入COM技术、分布式数据库的概念、多层体系结构、全面开放的技术、面向对象技术、WEB技术、JAVA技术等IT主流技术，并遵循国际通用标准，具有统一、严整、完备、可伸缩集成体系结构的全系列GIS软件平台，其灵活、可扩展的C/S与B/S结合的体系结构，为用户多层次的应用需求提供了更加完善、更加开放、可扩展性更强的解决方案。系统提供对地质影像数据的几何模型和物理模型的自动纠正，通过对地质影像进行倾斜纠正和投影差的改正，纠正了因传感器误差及地形起伏而引起的像点位移的地质影像。系统针对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数、传感器参数地区，采用多项式变换的几何模型进行纠正，实际作业中至少应有2个以上多余控制点以便平差计算，并有若干检查点。系统针对于地形起伏大或影像侧视角大的地区，利用成像的卫星轨道参数、传感器参数及DEM，对地质影像进行严密的物理模型纠正。纠正时首先恢复影像的成像模型，然后利用数字高程模型根据成像模型来纠正投影差，利用现有的地图三维坐标或外业控制点三维坐标对影像进行控制纠正，最后得到正射纠正地质影像。系统实现对勘察数据的快速智能搜索，采用先进的搜索引擎算法，基于用户输入的查询关键词检索型的进行搜索，在本地维护一个快速检索数据库，使用户检索更加智能化、个性化，并在此基础上力求使用户在检索勘察数据时具备更高的查全率与查准率，更全面的检索功能。图2是根据本发明第一优选实施例的地质信息的处理装置的示意图。如图2所示，该地质信息的处理装置除了包括第一获取单元10、第二获取单元20和匹配单元30之外,还包括纠正单元40。第一获取单元10用于获取地质信息中的地质矢量数据。第二获取单元20用于获取所述地质信息中的影像数据。匹配单元30用于对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。纠正单元40用于对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。图3是根据本发明第二优选实施例的地质信息的处理装置的示意图。优选地，所述纠正单元40包括:恢复模块401，用于恢复所述地质影像的成像模型；第一纠正模块402，用于利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及第二纠正模块403，利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。图4是根据本发明实施例的地质信息的处理方法的流程图。
如图4所示，该地质信息的处理方法包括:步骤S602，获取地质信息中的地质矢量数据。步骤S604，获取所述地质信息中的影像数据。步骤S606，对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。优选地，在对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像之后，所述方法还包括:对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据。优选地，在对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据之后，所述方法还包括:对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。优选地，对所述地质影像进行纠正包括:对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数和传感器参数的地区，采用多项式变换的几何模型进行纠正，其中，采用两个以上多余控制点进行平差计算。优选地，对所述地质影像进行纠正包括:对于地形起伏大或影像侧视角大的地区，利用成像的卫星轨道参数和传感器参数的地区，对所述地质影像进行物理模型纠正。优选地，对所述地质影像进行物理模型纠正包括:恢复所述地质影像的成像模型；利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。优选地，所述方法还包括:接收用户输入的查询关键词；以及采用搜索引擎算法并基于所述关键词对勘察数据进行快速检索。为了加强电网规划设计环节的科学管理，本发明实施例创造性地提出“多维空间-时间电力工程地质信息模型”，使用“电网、地貌、地质、时间”多维信息结构来综合表述电网建设地质环境，将电网及地表空间的地形影像图与地下的各类等值图及构造图等资料按地理空间位置整合，并按照变电站、架空线、电缆隧道等电力设施的各关键时间节点(选址选线、规划设计、施工运行)设计资料相耦合，形成独创的多维空间-时间电力设施工程地质信息模型，支持电力设施工程地质信息全寿命管理。以北京地质图为例，以空间位置为主轴建立“多维空间-时间电力工程地质信息模型”，并采用“特征点校正分区拼接法”将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理/[目息空间中，提闻光棚图形与地理空间的置加精度，将电网分布与相应的地貌、地质空间资料相关联，以电力工程设计为对象，按规划、初设、施设、运行、改造为时间节点，动态管理地质与电力工程信息。本项目以GIS技术为支撑，以现有数据、资料和成果的收集、整理、分析、综合为根本，以电网规划设计业务需求为导向，以地质信息的数字化、一体化管理为目标，综合利用GIS技术、计算机网络技术、现代数据库技术、系统集成技术，建立专业化的电力地质信息管理系统。资料成果的综合和二次开发为本专题主线贯穿于本次工作的全过程，以“边建设，边应用，边服务，边完善”为原则。I系统平台搭建
1.1系统设计原则系统设计遵循先进性、前瞻性、专业性、开放性的技术原则。先进性方面，该产品采用当前最先进、最成熟的平台开发。GIS平台采用美国ESRI公司的ArcGIS平台，并且已全面调整到最成熟的9.2版本上，数据库采用0RACLE10G，系统设计采用CS三层架构。前瞻性方面，该产品在设计上总结了电力行业地理信息系统建设的成功经验，做好充分的设计预留，以适应未来电网规划设计信息系统建设的大趋势。专业性方面，根据电网规划设计工作对地质要求的实际特点，分析地质数据特征点，抽象相关业务模型，提供地质资料查询与管理、各种地质专题图制作和输出等应用。开放性方面，该产品提供标准的数据、功能集成接口，以便实现与图档管理系统、生产管理等其他系统集成。1.2系统架构设计如图6所述，从总体上看，系统采用了三层架构体系，包括:业务应用层、应用系统平台层和基础平台层。基础平台层:包含存储地质信息的属性数据库和存储图形信息的GIS数据库，以及依据基础数据构建的地质数字化模型库。应用系统平台层:包含用于管理数据模型并为业务应用层提供服务的应用服务组件，例如地图显示组件、打印输出组件、地质建模组件等。业务应用层:包含各类业务功能应用，例如各种地质信息的管理、查询统计、分析计算以及与其它信息系统间的数据接口。1.3系统安全性设计1.3.1数据结构安全设计系统遵循国家电网公司的分区、分域、分级的网络与信息安全总体防护策略，结合公司的数据安全要求，制定系统内各类数据结构以及相应的存储、应用、共享等安全设计。1.3.2系统访问安全设计在客户端/服务器应用模式(Client/Server)下，GIS系统基于个人用户名、口令的IN/0UT信息管理方式，结合数据库内部安全机制，配置多层次、多级信息加密的数据安全结构。1.3.3权限控制设计系统采用与组织机构管理相结合的安全管理功能，采用了基于用户名/密码的身份认证方式和基于角色的访问控制机制来解决广域网内部的安全管理问题。其基本的安全管理原则是:以责定岗、以岗定人，建立基于LDAP协议下的安全管理机制，将系统权限管理与公司内整体信息安全管理整合。具体权限管理模型如图7所示。2.3.4日志管理设计系统在正常运行中自动创建系统数据管理日志，日志中记录用户登录、对数据访问、编辑等操作信息，通过检查系统数据管理日志可以有助于跟踪登录用户的操作。1.4系统功能设计1.4.1空间分析
缓冲区分析:系统能够分析出工程所在位置处给定缓冲半径内的地质情况。系统提供圆形、矩形、多边形选择工具，可以使用这些工具在图上拖动选定一个范围，则该范围的图上对象对应的信息将显示出来，同时，可以进一步采用缓冲区进行统计查询。等值面分析:根据地质条件、相关参数、临界数值等信息，系统自动形成业务应用所需的地质条件等值面，以辅助规划设计的选站选址工作。1.4.2信息检索与浏览针对工程实际需求进行了系统开发设计，实现了对地质信息全序列、多功能、数字化的检索浏览功能。系统可根据地质特征点关键字模糊检索、坐标(经纬度)精确定位、缓冲区距离等检索方式，并提供了各条件的组合检索，同时可以与数十个工程序列进行联动查询，极大地方便了实际工程、科研的应用。1.4.3图形打印与输出系统提供方便的图形打印功能，可将选定范围内的图形按照纸张、比例等条件，进行单幅或者多幅连续打印输出。系统同时能够将各种地质专题图中的数据进行数字化输出。在输出时，保证数据的坐标信息准确、图层划分清晰、数据内容无误，支持对AutoCAD格式、SHP、图片等格式的输出。2.资料收集与整理2.1资料收集全面收集已有的工程地质资料，并加以归纳、整理、分析、总结，形成一套能为本项目服务的、系统的背景资料。2.1.1区域基础地质资料本项目收集的基础地质资料涵盖了基础地质、工程地质、地震地质、水文地质等各个相关领域，主要包括以下内容:①《北京市区域地质志》②《北京地区构造体系图》；③《北京市活动构造图》；④《北京市地质图》；⑤《北京市水文地质图》；⑥《北京平原区建设用地地质灾害评估范围图》；⑦《北京市平原区古河道分布图》；⑧《北京地震液化分区图》；⑨《北京平原区第四系覆盖层等厚线图》；⑩《北京地区设计基本地震加速度分区图》等。2.1.2工程勘察资料从上世纪90年代初到现在，北京城市发展正处于高峰期，兴建了大量民用建筑、公用建筑、公共设施，在此期间作了大量的岩土工程勘察、岩土工程施工、地质灾害危险性评估、环境地质评价等工作。本次从点、线、面三个方面进行收集，包括单孔资料、有关成果报告等，其中主要包括电力工程、民用建筑、公用建筑、城市地铁、公路桥梁等项目勘察报告，地质灾害危险性评估报告等，通过全方位的资料收集，基本可以满足本项目资料要求。3.2资料整合与整理3.2.1区域基础地质图系整合本项目需要克服行业及企业间数字壁垒，使用公开出版资料丰富电力工程地质信息资料，需要使用大型图纸扫描，需要满足工程前期要求的精度要求，由于纸图的精度受到印刷设备的精度影响，受到档案存放方式的影响，受到扫描现场的湿度、温度、扫描设备精度的影响，尺寸越大的图形，精度偏差越大，为了提高精度，满足前期工作的基本要求，本项目首次创新性地采用“特征点校正分区拼接法”将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理信息空间中，提高电力工程地质关注区域的光栅图形与地理空间的叠加精度，形成基础地质图系模块。系统通过将地质矢量数据与影像数据进行空间位置的匹配，实现地质数据及地理空间矢量数据的叠加管理，可以结合电网及地理矢量更有效的利用地质综合信息；同时，遥感影像能更直观的反映地貌，满足了工程前期要求。首次将大幅面的“北京地质图”等图系分区扫描，通过选择相关多个电力工程已有坐标为特征点群，将对应的扫描图分区分层投影到北京电力地理信息空间中，3.2.2工程勘察资料整理本次工作，主要从如下5个方面进行资料的分析、整理，并与GIS背景数据叠加，形成勘察项目数据模块。①基本信息:来源资料名称、坐标(经纬度)、施工地点、孔深、地下水位埋深等；②分层信息:地层成因、地层描述，层底埋深，地基承载力；③抗震设计条件:地震影响基本参数、场地类别、地震液化；④土工试验资料；⑤原位测试资料等。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种地质信息的处理方法,其特征在于,包括: 获取地质信息中的地质矢量数据； 获取所述地质信息中的影像数据；以及 对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。
2.根据权利要求1所述的地质信息的处理方法，其特征在于，在对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像之后，所述方法还包括: 对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据。
3.根据权利要求1所述的地质信息的处理方法，其特征在于，在对所述矢量数据和所述地质影像进行叠加处理，得到遥感数据之后，所述方法还包括: 对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。
4.根据权利要求3所述的地质信息的处理方法，其特征在于，对所述地质影像进行纠正包括: 对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数和传感器参数的地区，采用多项式变换的几何模型进行纠正，其中，采用两个以上多余控制点进行平差计算。
5.根据权利要求3所述的地质信息的处理方法，其特征在于，对所述地质影像进行纠正包括: 对于地形起伏大或影像侧视角大的地区，利用成像的卫星轨道参数和传感器参数的地区，对所述地质影像进行物理模型纠正。
6.根据权利要求5所述的地质信息的处理方法，其特征在于，对所述地质影像进行物理模型纠正包括: 恢复所述地质影像的成像模型；以及 利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及 利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。
7.根据权利要求1所述的地质信息的处理方法，其特征在于，所述方法还包括: 接收用户输入的查询关键词；以及 采用搜索引擎算法并基于所述关键词对勘察数据进行快速检索。
8.一种地质信息的处理装置，其特征在于，包括: 第一获取单元，用于获取地质信息中的地质矢量数据； 第二获取单元，用于获取所述地质信息中的影像数据；以及 匹配单元，用于对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。
9.根据权利要求8所述的地质信息的处理装置，其特征在于，还包括: 纠正单元，用于对所述地质影像进行纠正，包括对所述地质影像进行倾斜纠正和投影差的纠正。
10.根据权利要求9所述的地质信息的处理装置，其特征在于，所述纠正单元包括: 恢复模块，用于恢复所述地质影像的成像模型；以及 第一纠正模块，用于利用数字高程模型根据所述成像模型来纠正投影差；以及第二纠正模块，利用地图三维坐标或外业控制点三维坐标对所述地质影像进行控制纠正，得到正射纠正地质影像。
全文摘要
本发明公开了一种地质信息的处理方法及装置。该地质信息的处理方法包括获取地质信息中的地质矢量数据；获取所述地质信息中的影像数据；以及对所述地质矢量数据和所述影像数据进行空间位置的匹配，得到地质影像。通过本发明，能够更直观地反映空间状况。
文档编号G06F17/30GK103164417SQ201110412550
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者舒彬, 任志善, 李丛云, 罗新伟, 李国勇 申请人:国家电网公司, 北京市电力公司, 北京电力经济技术研究院