一种野外信息采集系统及其采集方法
【专利摘要】本发明公开一种野外信息采集系统及其采集方法，包括全球卫星导航定位系统GNSS、传感器、摄像头，其特征在于，该系统包括：信息采集模块，用于采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；信息融合模块，用于实时融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。
【专利说明】一种野外信息采集系统及其采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机【技术领域】，具体涉及一种野外信息采集系统及其采集方法。
【背景技术】
[0002]随着空间信息技术、集成照相机、集成摄像机、GPS或北斗等全球卫星导航定位系统(GNSS)及移动智能终端的快速发展，如何在野外信息采集过程中就实现将空间位置信息、一般属性数据及图像进行实时高效融合是目前野外信息采集系统迫切需要解决的关键技术问题。
[0003]目前的野外信息采集系统中多源异构数据间的融合模式主要有三种:第一，通过中间文件实现外部融合，即通过类似可扩展标记语言XML文件或其他文件形式建立空间位置信息、一般属性数据与图像间的关联关系，实现空间位置信息与图像的融合。第二，通过关系数据库进行融合:将空间位置信息、一般属性数据与图像通过数据库的外键关联。第三，利用空间位置信息和图像的采集时间差阈值进行后处理，实现简单的图像与空间位置信息融合。
[0004]现有的野外信息采集系统存在的问题是通过中间文件或数据库实现融合的系统冗余大、数据迁移维护工作量大及安全性低，对于空间范围较大的实体，仅空间位置信息不能充分反映实体的空间信息，因此采用后处理实现简单的图像与空间位置信息融合的系统无法完整表达被采集实体的属性。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题现有的野外信息采集系统中数据冗余大、迁移维护工作量大、安全性低、无法完整表达被采集实体的属性及后处理数据融合方式导致数据不确定性大。
[0006]为此目的，本发明提出一种野外信息采集系统，包括全球卫星导航定位系统GNSS、传感器、摄像头，其特征在于，该系统包括:
[0007]信息采集模块，用于采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；
[0008]信息融合模块，用于融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。
[0009]其中，所述信息采集模块包括:
[0010]端口设置单元，用于设置全球卫星导航定位系统GNSS及传感器的通信端口，并将GNSS数据及传感器数据传入信息采集单元，所述传感器包括温度传感器和湿度传感器；
[0011]信息采集单元，用于存储解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码以及采集空间位置信息、一般属性数据及数字图像，所述一般属性数据包括被采集实体的名称及类型。
[0012]其中，所述信息采集单元包括:
[0013]存储解析子单元，用于存储并解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码；[0014]空间位置信息采集子单元，用于采集实体的空间位置信息；
[0015]一般属性数据采集子单元，用于采集实体的一般属性数据；
[0016]图像采集子单元，用于采集实体的数字图像。
[0017]较佳的，该系统进一步包括属性选择界面，所述属性选择界面用于接收用户选择的被采集实体的一般属性，所述用户选择的方式包括文本输入或下拉框选择，所述一般属性数据采集子单元根据所述属性选择界面接收的用户选择的一般属性采集实体相应的一般属性数据。
[0018]其中，所述图像采集子单元通过摄像头采集实体的数字图像。
[0019]其中，所述信息融合模块基于可交换图像文件EXIF，根据被采集实体的标识码，将空间位置信息及一般属性数据写入数字图像中，得到融合后的信息。
[0020]较佳的，该系统进一步包括:信息传输模块，用于将所述信息融合模块得到的融合后的信息与外部系统进行交换与传输，所述交换与传输的方式包括中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线。
[0021]较佳的，该系统进一步包括:提示模块，用于提示用户是否进行新的实体采集。
[0022]基于野外信息采集系统进行信息采集的方法，其特征在于，该方法包括:
[0023]S1:通过端口设置单元设置GNSS及传感器的通信端口 ；
[0024]S2:通过信息采集单元生成被采集实体的标识码；
[0025]S3:通过GNSS及传感器传来的数据，信息采集模块采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；
[0026]S4:根据被采集实体的标识码，通过信息融合模块融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。
[0027]S5:根据提示模块的提示，判断是否进行新的实体采集，如果进行新的采集，则执行步骤S2，S3及S4，如果不进行新的采集，则执行步骤S6 ；
[0028]S6:通过信息传输模块，将信息融合模块得到的融合后的信息以中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线的方式与外部系统进行交换与传输。
[0029]相比于现有技术，本发明提供的方法的有益效果是:基于可交换图像文件EXIF，根据被采集实体的标识码，实现空间位置信息、一般属性数据、数字图像的实时融合，实现了信息采集中多源异构数据的高度实时整合，减少了外部索引，方便了系统的管理、维护和使用，提高了数据的检索速度和安全性，同时为硬件能力有限的野外移动终端系统和带宽有限的无线网络减轻了数据管理和传输的负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1示出了一种野外信息采集系统结构图；
[0032]图2示出了根据野外信息采集系统进行信息采集的方法流程图。【具体实施方式】
[0033]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]一种野外信息采集系统，包括全球卫星导航定位系统GNSS、传感器、摄像头，其特征在于，该系统包括:
[0035]信息采集模块，用于采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；
[0036]信息融合模块，用于融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。
[0037]其中，所述信息采集模块包括:
[0038]端口设置单元，用于设置全球卫星导航定位系统GNSS及传感器的通信端口，并将GNSS数据及传感器数据传入信息采集单元，所述传感器可以是温度传感器和湿度传感器等;
[0039]信息采集单元，用于存储解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码以及采集空间位置信息、一般属性数据及数字图像，所述一般属性数据包括被采集实体的名称及类型。
[0040]其中，所述信息采集单元包括:
[0041]存储解析子单元，用于存储并解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码；
[0042]空间位置信息采集子单元，用于采集实体的空间位置信息；
[0043]一般属性数据采集子单元，用于采集实体的一般属性数据；
[0044]图像采集子单元，用于采集实体的数字图像。
[0045]较佳的，该系统进一步包括属性选择界面，所述属性选择界面用于接收用户选择的被采集实体的一般属性，所述用户选择的方式包括文本输入或下拉框选择，所述一般属性数据采集子单元根据所述属性选择界面接收的用户选择的一般属性采集实体相应的一般属性数据。
[0046]其中，所述图像采集子单元通过摄像头采集实体的数字图像。
[0047]其中，所述信息融合模块基于可交换图像文件EXIF，根据被采集实体的标识码，将空间位置信息及一般属性数据写入数字图像中，得到融合后的信息。
[0048]其中，EXIF是一种图像文件格式，是英文Exchangeable Image File (可交换图像文件)的缩写。EXIF的数据结构应用了签图像文件格式(Tagged Image File Format,TIFF)存储信息，包含三个数据结构，分别为图片文件头(Image File Header, ΙΠ0、一个或多个图片文件目录(Image File Directory, IFD)以及IFD所指向地址存储的图片数据。EXIF规范对IFD中的一些标签给出了初始化的功能预留且未被使用，可以进行合理的挖掘利用。
[0049]本发明实施例对图像的结构进行了整合。设计在EXIF规范的IFDO段设置GPSIFD段存储GPS位置信息；0X010E结构段存储0BJ_ID，即图像所对应的对象的唯一标识符；0X010F段存储图片的唯一标识符，PIC_ID ；0X0110结构段存储相关的其他属性；此外，0X8298段对应指针域(POINTER域)，存储图像序列中前一张及后一张图像的图片唯一标识符 PIC_ID。
[0050]PIC_ID和POINTER的设计能够实现同一实体对应多个图片时前后图像的快速检索。向前索引时，只需获取与图片唯一标识符PIC_ID和当前POINTER域内容相匹配的图像，若匹配结果为空，则该图像为当前图像序列的第一张图像；向后索引时，获取与向后的图片唯一标识符PIC_ID和当前POINTER域内容相匹配的图像，若匹配结果为空，则该图像为当iu图像序列的最后一张图像。
[0051]0X0110结构段存储了相关的其他属性。属性名和属性值一般涉及到汉字等不能直接存储的双字节字符码。这里将这种类型的字符变换成十六进制数据，并以“$”作为开始识别符，“Y”作为结束识别符。十六进制的属性名和十六进制的属性值通过“I连接；不同的属性通过“&”连接。
[0052]较佳的，该系统进一步包括:信息传输模块，用于将所述信息融合模块得到的融合后的信息与外部系统进行交换与传输，所述交换与传输的方式包括中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线。
[0053]较佳的，该系统进一步包括:提示模块，用于提示用户是否进行新的实体采集。
[0054]本发明实施例所述的野外信息采集系统还可以集成在含数字照相机和GNSS接收机于一体的便携式设备中，可以是PDA、智能手机、平板电脑或可移动的工控计算机等设备，GNSS接收机也可以外接的蓝牙GNSS、背壳式GNSS或CF卡式GNSS中的任何一种，GNSS接收机可以接收的信号可以是GPS、北斗、GL0NASS等全球卫星导航定位系统中一种或多种。
[0055]基于野外信息采集系统进行信息采集的方法，其特征在于，该方法包括:
[0056]S1:通过端口设置单元设置GNSS及传感器的通信端口 ；
[0057]S2:通过信息采集单元生成被采集实体的标识码；
[0058]S3:通过GNSS及传感器传来的数据，信息采集模块采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；
[0059]本实施例中一般属性数据采集的方式为根据属性选择界面接收的用户选择的一般属性采集实体相应的一般属性数据，本实施例中的一般属性数据包括被采集实体的名称及类型，在本发明其他的实施例中还可以用其他方式采集一般属性数据，比如传感器等，所述一般属性数据还可以是一般数据库表中定义字段的属性；
[0060]本实施例中空间位置信息的类型根据属性选择界面接收的用户选择的被采集实体的类型确定，所述空间位置信息的类型有两种:单点地理坐标和地理坐标串；
[0061]S4:根据被采集实体的标识码，通过信息融合模块融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像；
[0062]S5:根据提示模块的提示，判断是否进行新的实体采集，如果进行新的采集，则执行步骤S2，S3及S4，如果不进行新的采集，则执行步骤S6 ；
[0063]S6:通过信息传输模块,将信息融合模块得到的融合后的信息以中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线的方式与外部系统进行交换与传输。
[0064]虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种野外信息采集系统，包括全球卫星导航定位系统GNSS、传感器、摄像头，其特征在于，该系统包括: 信息采集模块，用于采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像； 信息融合模块，用于融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息采集模块包括: 端口设置单元，用于设置全球卫星导航定位系统GNSS及传感器的通信端口，并将GNSS数据及传感器数据传入信息采集单元，所述传感器包括温度传感器和湿度传感器； 信息采集单元，用于存储解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码以及采集空间位置信息、一般属性数据及数字图像，所述一般属性数据包括被采集实体的名称及类型。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信息采集单元包括: 存储解析子单元，用于存储并解析端口设置单元传来的数据、生成被采集实体的标识码； 空间位置信息采集子单元，用于采集实体的空间位置信息； 一般属性数据采集子单元，用于采集实体的一般属性数据； 图像采集子单元，用于采集实体的数字图像。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在还于，该系统进一步包括属性选择界面，所述属性选择界面用于接收用户选择的被采集实体的`一般属性，所述用户选择的方式包括文本输入或下拉框选择，所述一般属性数据采集子单元根据所述属性选择界面接收的用户选择的一般属性采集实体相应的一般属性数据。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述图像采集子单元通过摄像头采集实体的数字图像。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信息融合模炔基于可交换图像文件EXIF，根据被采集实体的标识码，将空间位置信息及一般属性数据写入数字图像中，得到融合后的信息。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于，该系统进一步包括:信息传输模块，用于将所述信息融合模块得到的融合后的信息与外部系统进行交换与传输，所述交换与传输的方式包括中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征还在于，该系统进一步包括:提示模块，用于提示用户是否进行新的实体采集。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述系统进行信息采集的方法，其特征在于，该方法包括: 51:通过端口设置单元设置GNSS及传感器的通信端口 ； 52:通过信息采集单元生成被采集实体的标识码； 53:通过GNSS及传感器传来的数据，信息采集模块采集实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像； 54:根据被采集实体的标识码，通过信息融合模块融合实体的空间位置信息、一般属性数据及数字图像。 55:根据提示模块的提示，判断是否进行新的实体采集，如果进行新的采集，则执行步骤S2，S3及S4，如果不进行新的采集，则执行步骤S6 ； S6:通过信息传输模块，将信息融合模块得到的融合后的信息以中间交换文件离线、3G无线网络或者GPRS在线·的方式与外部系统进行交换与传输。
【文档编号】G06F17/40GK103823909SQ201410064919
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】潘瑜春, 刘玉, 高秉博, 李淑华, 郝星耀, 刘艳梅, 郜允兵, 任艳敏, 唐秀美 申请人:北京农业信息技术研究中心