一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统的制作方法

本发明涉及规划勘察技术领域，尤其涉及一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统。

背景技术：

提升道路交通安全程度是利国利民的大事，许多专家学者都在这方面进行广泛深入的研究。交通事故预防，是交通安全的主要任务之一，也是交通工程学研究的重要内容，交通安全的意义不仅关系到自己的生命和安全，同时也是尊重他人生命的体现，是构筑和谐社会的重要因素。，有人曾称交通事故为“现代社会的交通战争”，交通事故像一个隐形的杀手，潜伏在马路上等待着违章违规的人出现。因此，人们应当学会保护自己，要养成文明行车，文明走路的习惯。维护交通安全是每个人应该具备的社会公德。

当然在提高整体国民行车素质的同时，还要提高道路本身的安全性，当道路中出现障碍物或者凹陷，或者道路旁边的建筑物出现故障时，均有可能引起重大的交通事故，因此需要定时进行道路规划勘察。

但是目前的导航系统只具有传统的移动引导功能，在应用到道路勘察工作时，还存在以下缺陷：

(1)普通gps导航系统只能进行二维平面引导，因此对道路旁边建筑物的勘察结果不能准确集成到导航系统中，不便于后期的管理维护工作；

(2)大多使用图纸记录勘察结果，勘察结果容易丢失，保存困难，并且不易于管理维护人员及时确定相应的位置，与现场情况存在误差，且画图工作量大，增加数据处理难度；

(3)大多使用手工绘制关于勘察道路和勘察对象的二维平面图，因此对于勘察对象的影响程度不能进行直观的认知，绘制图只能针对该技术领域的专业人员使用。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统，将勘察信息在gis地学信息系统中重新编辑搭建，生成关于勘察信息的二维图或者三维立体图，因此不需要重新手工画图，减少手工绘制勘察路线的误差，并且增加勘察对象的三维立体图，使得勘察信息在导航路线中更加具体形象，方便提出后期的规划方案，以解决现有技术中的问题。

本发明实施例提供了一种一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统，包括道路环境建模系统、模拟操作端和用户终端，所述道路环境建模系统均集成在模拟操作端和用户终端上，所述用户终端使用道路环境建模系统中的导航系统选择勘察路线，所述模拟操作端根据勘察信息对道路环境建模系统进行二次编辑保存处理；

所述道路环境建模系统包括区域地理数据库、gps导航系统和gis地学信息系统，所述gis地学信息系统和gps导航系统将区域地理数据库的地理分布信息生成三维立体图，并且所述gps导航系统可将三维地理信息进行二维展示；

所述用户终端实时确定用户当前所在的地理位置，并实时采集勘探点的物理形状信息，将地理位置和物理形状信息同步打包发送到模拟操作端，所述模拟操作端对数据进行处理，将勘察信息在道路环境建模系统重新编辑搭建。

可选地，所述模拟操作端包括数据接收系统、数据处理系统和数据库分类系统，所述数据接收系统用于接收用户终端发送的勘察标记信息，所述数据处理系统包括用于获取勘察信息地理位置的个体坐标单元、将勘察信息模拟成三维图的三维勘察模拟单元以及用于分析勘察标记物理形状信息的解析单元，所述数据处理单元根据勘察标记的重要级别设置不同的优先级，所述数据库分类单元根据不同的导航线路将勘察标记信息保存在不同的数据库内，并且所述勘察标记信息根据物理形状信息的优先级高低在所述的数据库分类单元顺次排列。

可选地，所述地理分布信息具体是指待规划区域内的遥感图像、海拔高度资料、统计资料、实测数据和多媒体数据，所述gis地学信息系统和gps导航系统将地理分布信息生成三维空间坐标系的具体步骤为：

步骤100、根据待规划区域的遥感图像，确定待规划区域的二维平面边界，得到每个结构单元的x、y轴方向的二维坐标；

步骤200、根据有关海拔高度的资料和遥感图像的携带高度信息，利用gps导航系统中的gps高程拟合法得到每个结构单元的z轴方向的高度坐标；

步骤300、gis地学信息系统利用空间数据处理对待规划区域的x、y、z轴三维进行图形变换，并且将不同的结构单元着色解释图像信息。

可选地，基于所述gis地学信息系统和gps导航系统，从起点到终点在待规划区域内至少选择出条勘察路线。

可选地，对每条勘察路线进行道路规划的预处理操作，具体步骤为：在每条所述勘察路线上设置若干个勘探点，若干个所述勘探点将勘察路线均匀划分成等距离路段，将每个所述等距离的路段做为勘察对象，通过用户终端将勘察对象的勘察信息发送到模拟操作端进行数据信息处理。

可选地，所述勘察信息具体包括勘察对象的二维定位地理位置和物理形状信息，所述二维定位地理位置具体为勘察对象起始点的坐标(x，y)，所述个体坐标单元根据所述用户终端的移动方向，确定勘察对象在导航系统的三维空间坐标系内的具体位置。

可选地，所述模拟操作端利用三维勘察模拟单元进行数据处理的具体步骤：

数据接收系统利用gps导航系统实时定位当前勘探位置的三维地理位置信息(x，y，z)，并且采集当前位置勘察的物理形状信息；

个体坐标单元将地理位置信息匹配到道路环境建模系统的三维空间坐标系中，并在每条导航路线中标记出勘察位置；

将物理形状信息模拟成三维虚拟图，并且将三维虚拟图等比例增添嵌入到导航路线的勘察位置处；

生成带有勘察记录的勘察路线图，直接打印成二维空间的勘察路线作为勘探图。

可选地，将物理形状信息模拟成三维虚拟图的具体步骤为：

旋转选择模拟三维坐标系中xy平面的观察方向，直至xy平面与gis地学信息系统中的xy平面重合；

确定物理形状信息中该勘探点三向状态下的关键坐标点，将关键坐标点依次连接生成勘探点三向状态的轮廓特征；

将三向状态的轮廓特征对应匹配在三维坐标系中的xy平面、xz平面和yz平面上，沿着与该平面垂直方向拉伸轮廓特征，生成三个级别的三维虚拟图；

将三个级别的三维虚拟图整合生成整体三维虚拟图。

可选地，所述物理形状信息还包括勘探点距离道路两侧的边界距离，将三维虚拟图增添嵌入到三维空间坐标系的勘察位置处时，通过边界距离的限定，准确限定勘探点在勘察路线上的位置。

可选地，所述数据处理单元在对勘探点的物理形状信息进行解析，判断勘探点的处理优先级时，主要影响因素包括勘探点的三维体积、勘探点的坐标位置以及对道路交通的影响。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

(1)本发明对于用户来说，本导航系统不仅可以提供给用户多条勘察路径，同时还可以时刻标识用户在本导航系统中的当前位置坐标或选定位置的坐标，因此提高标注勘察位置的准确性，降低勘察信息在标识过程中的位置误差；

(2)本发明对于管理人员来说，本导航系统可收集处理勘察信息，将勘察信息在gis地学信息系统中重新编辑搭建，生成关于勘察信息的二维图或者三维立体图，因此不需要重新手工画图，减少手工绘制勘察路线的误差，并且增加勘察对象的三维立体图，使得勘察信息在导航路线中更加具体形象，方便提出后期的规划方案；

(3)本发明后期道路策划人员来说，根据勘察对象在勘察路线中的位置分布以及在三维坐标中的纵向深度，可具体判断勘察对象对道路规划过程中的影响，便于对勘察对象的处理等级进行划分，从而方便工作人员调度道路规划中的勘察对象处理顺序，改善工作效率，方便调控规划时间和规划成本等重要信息，因此本导航系统对整个道路勘察规划起到举足轻重的作用。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施方式中导航系统的数据处理结构框图；

图中：

1-道路环境建模系统；3-模拟操作端；4-用户终端；

101-gps导航系统；102-gis地学信息系统；103-区域地理数据库；301-数据接收系统；302-数据处理系统；303-数据库分类系统；3021-三维勘察模拟单元；3022-个体坐标单元；3023-解析单元。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示，本发明提供了一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统，在此导航系统选定起点和终点后，对于用户来说，本导航系统不仅可以提供给用户多条勘察路径，同时还可以时刻标识用户在本导航系统中的当前位置坐标或选定位置的坐标，因此提高标注勘察位置的准确性，降低勘察信息在标识过程中的位置误差。

另外对于管理人员来说，本导航系统可收集处理勘察信息，将勘察信息在gis地学信息系统中重新编辑搭建，生成关于勘察信息的二维图或者三维立体图，因此不需要重新手工画图，减少手工绘制勘察路线的误差，并且增加勘察对象的三维立体图，使得勘察信息在导航路线中更加具体形象，方便提出后期的规划方案。

对于后期道路策划人员来说，根据勘察对象在勘察路线中的位置分布以及在三维坐标中的纵向深度，可具体判断勘察对象对道路规划过程中的影响，便于对勘察对象的处理等级进行划分，从而方便工作人员调度道路规划中的勘察对象处理顺序，改善工作效率，方便调控规划时间和规划成本等重要信息，因此本导航系统对整个道路勘察规划起到举足轻重的作用。

综上所述，本发明的核心思想是将现有导航系统分为使用前端和编辑后台，因此使用前端在具体道路勘察的同时，编辑后台根据勘察信息，在导航系统中重新搭建勘察信息的立体化结构，因此不需要勘察人员手工画图，自动在导航系统中根据比例绘制勘察对象的立体图，降低手工绘制勘察线路和勘察对象的复杂难度，提高道路规划的准确性。

另外由于现有技术中大多使用手工绘制关于勘察道路和勘察对象的二维平面图，因此对于勘察对象的影响程度不能进行直观的认知，绘制图只能针对该技术领域的专业人员使用，但是本发明的导航系统可将勘察对象进行立体化展示，精细的展示勘察对象在道路中的位置和形状大小，因此极大的提高了该勘察绘制图的使用范围，即使是非专业人员也能很好理解勘察对象的影响，更加方便制定针对道路规划的具体方案。

本发明的道路规划导航系统具体包括道路环境建模系统1、模拟操作端3和用户终端4，所述道路环境建模系统1均集成在模拟操作端3和用户终端4上，所述用户终端4使用道路环境建模系统1中的导航系统选择勘察路线，所述模拟操作端3可以对道路环境建模系统1进行二次编辑保存处理。

模拟操作端3和用户终端4通过局域网通信连接，因此用户终端4的勘察信息可实时打包发送到模拟操作端3，模拟操作端3接收处理勘察信息后，将勘察信息对应填入道路环境建模系统1中，因此实现实时绘制，避免信息的丢失，提高安全等级。

道路环境建模系统1包括区域地理数据库103、gps导航系统101和gis地学信息系统102，所述gis地学信息系统102和gps导航系统101将区域地理数据库103的地理分布信息生成三维立体图，并且所述gps导航系统101可将三维地理信息进行二维展示。

道路环境建模系统1搭建规划区域的三维空间坐标的数据源主要为待规划区域内的遥感图像、海拔高度资料、统计资料、实测数据和多媒体数据，所述gis地学信息系统102和gps导航系统101将地理分布信息生成三维空间坐标系的具体步骤为：

步骤100、根据待规划区域的遥感图像，确定待规划区域的二维平面边界，得到每个结构单元的x、y轴方向的二维坐标；

步骤200、根据有关海拔高度的资料和遥感图像的携带高度信息，利用gps导航系统101中的gps高程拟合法得到每个结构单元的z轴方向的高度坐标；

步骤300、gis地学信息系统102利用空间数据处理对待规划区域的x、y、z轴三维进行图形变换，并且将不同的结构单元着色解释图像信息。

本发明主要利用gis地学信息系统102和gps导航系统101搭建关于规划路线所在区域的三维空间坐标系，其中根据该区域中的俯瞰图，可确定该区域在xy平面中的分布，然后将xy平面进行划分成不同的栅格空间，对每个栅格空间的平面图利用gps高程拟合生成在z轴方向的海拔高度信息，利用现有的gis系统和gps导航系统101即能生成区域地理分布信息的三维空间坐标系。

另外需要说明的是，本实施方式的导航系统可使用常规的导航坐标系统，标注出待规划区域在全球范围内的地理位置坐标，但是为了降低地理位置的标注难度，可将待规划区域独立，选定待规划区域的原点，三维空间坐标以该原点建造x、y、z轴独立空间，并在该独立空间内标注勘察对象的地理位置。

用户终端4实时确定用户当前所在的地理位置，并实时采集勘探点的物理形状信息，将地理位置和物理形状信息同步打包发送到模拟操作端3，所述模拟操作端3对数据进行处理，将勘察信息在道路环境建模系统1重新编辑搭建。

所述物理形状信息不仅包括勘探点本体的数据信息，还包括勘探点距离道路两侧的边界距离，将三维虚拟图增添嵌入到三维空间坐标系的勘察位置处时，通过边界距离的限定，准确限定勘探点在勘察路线上的位置。

勘察信息在道路环境建模系统1重新编辑搭建，可在gis地学信息系统102中生成勘察信息的三维模拟图，同时也可在gps导航系统101中生成勘察信息的二维模拟图，因此对勘察信息的处理方式更加形象多样，便于对勘察信息进行分析生成对应的规划方案。

模拟操作端3包括数据接收系统301、数据处理系统302和数据库分类系统303，所述数据接收系统301用于接收用户终端4发送的勘察标记信息，所述数据处理系统302包括用于获取勘察信息地理位置的个体坐标单元3022、将勘察信息模拟成三维图的三维勘察模拟单元3021以及用于分析勘察标记物理形状信息的解析单元3023。

数据处理单元302根据勘察标记的重要级别设置不同的优先级，所述数据库分类单元303根据不同的导航线路将勘察标记信息保存在不同的数据库内，并且所述勘察标记信息根据物理形状信息的优先级高低在所述的数据库分类单元303顺次排列。

需要注意的是，数据处理单元302在对勘探点的物理形状信息进行解析，判断勘探点的处理优先级时，主要影响因素包括勘探点的三维体积、勘探点的坐标位置以及对道路交通的影响。

根据上述，本发明不仅仅是对勘察信息进行实时模拟，在导航路线上生成二维或者三维方向的勘察图，同时还可对勘察信息进行集中化的对比分析，可以从二维或者三维方向分解勘察信息，总结每个勘探点对应的勘察信息对道路的影响情况，从而将勘察标记信息根据其影响程度的高低在所述的数据库分类单元303顺次排列，排在数据库上端的勘探点需要优选处理，然后依次处理不通过的勘察标记信息，从而方便工作人员调度道路规划中的勘察对象处理顺序，改善工作效率，方便调控规划时间和规划成本等重要信息，因此本导航系统对整个道路勘察规划起到举足轻重的作用。

基于上述，本发明在具体实施方式中，使用该道路规划导航系统的主要操作将分为以下几步；

首先，用户终端4在导航系统上选定起点和终点，道路环境建模系统1自动生成待规划区域的坐标系，并且提供若干条导航路线；

然后，用户分别对每条导航路线进行现场实地勘察，将勘探点的位置信息和物理信息实时发送到模拟操作端3；

最后，模拟操作端3对导航路线进行后台编辑，将位置信息和物理信息定点匹配到导航路线上，生成带有勘察标记图的导航路线。

基于所述gis地学信息系统102和gps导航系统101，从起点到终点在待规划区域内至少选择出2条勘察路线，也就是说，结合电网信息与gis技术，给出规划多条路径方案，对每条路径方案进行实地勘察，从而确定规划方案。

对每条勘察路线进行道路规划的预处理操作，具体步骤为：在每条所述勘察路线上设置若干个勘探点，若干个所述勘探点将勘察路线均匀划分成等距离路段，将每个所述等距离的路段做为勘察对象，通过用户终端4将勘察对象的勘察信息发送到模拟操作端3进行数据信息处理。

均匀对勘察路线进行道路分段，从而可提高勘察的覆盖率，避免勘察数据集中，造成数据失真的情况。

上述用户终端4实时获取的勘察信息具体包括勘察对象的二维定位地理位置和物理形状信息，所述二维定位地理位置具体为勘察对象起始点的坐标(x，y)，所述个体坐标单元3022根据所述用户终端4的移动方向，确定勘察对象在导航系统的三维空间坐标系内的具体位置。

也就是说，用户终端4在前端的导航系统中，可实时采集用户当前位置在道路环境建模系统1搭建的三维空间坐标的位置，只需要采用二维定位地理位置通过三维对应关系，即可应确定该勘探点的三维坐标，因此可减少计算量。

因此用户终端可自动获取准确的勘察位置，将勘探点填入导航系统中，可准确对应勘察位置，因此可减少生成勘察图的位置误差，提高数据处理的准确性。

模拟操作端3利用三维勘察模拟单元3021进行数据处理，具体步骤为：

首先，数据接收系统301利用gps导航系统101实时定位当前勘探位置的三维地理位置信息(x，y，z)，并且采集当前位置勘察的物理形状信息；

然后，个体坐标单元3022将地理位置信息匹配到道路环境建模系统1的三维空间坐标系中，并在gis地学信息系统102的三维空间坐标系中标记出勘察位置。

这两个步骤具体是指，模拟操作端3与用户终端4保持通信，实时接收用户终端4的数据，根据用户终端4得到的勘探点位置信息，直接对应在gis地学信息系统102的三维空间坐标系，标记勘察位置，这就是用户终端4能直接获取坐标位置的好处，直接得到在三维空间坐标系的对应位置，不用根据其他侧面因素推导勘察位置的坐标。

其后，将物理形状信息模拟成三维虚拟图，并且将三维虚拟图等比例增添嵌入到三维空间坐标系的勘察位置处；

最后，生成带有勘察记录的勘察路线图，直接打印成二维空间的勘察路线作为勘探图。

在三维空间坐标系确定坐标位置后，将勘察的物理信息生成三维立体图嵌入三维空间坐标系内，依次类推，即可在导航路线上，得到每个勘察路段的具体信息，不需要另外手工画图，直接得到在导航系统中的勘察图，方便进行三维展示或二维展示。

另外为了将勘察信息匹配到道路环境建模系统1中，本发明将勘探点三维立体信息等比例缩小，直至与导航路线的三维空间坐标系比例相同，从而才能实现将导航路线与勘察信息的真实结合。

作为本发明的重点，如何框物理形状信息模拟成三维虚拟图，本发明提供的具体步骤为：

旋转选择模拟三维坐标系中xy平面的观察方向，直至xy平面与gis地学信息系统102中的xy平面重合；

确定物理形状信息中该勘探点俯视状态下的关键坐标点，将关键坐标点依次连接生成勘探点俯视方向的轮廓特征；

将俯视方向的轮廓特征对应匹配在三维坐标系中xy平面上，沿着z轴方向拉伸轮廓特征，生成一级三维虚拟图；

确定物理形状信息中该勘探点正视状态下的关键坐标点，将关键坐标点依次连接生成勘探点正视方向的轮廓特征；

将俯视方向的轮廓特征对应匹配在三维坐标系中xz平面上，沿着y轴方向拉伸轮廓特征，生成二级三维虚拟图；

确定物理形状信息中该勘探点侧视状态下的关键坐标点，将关键坐标点依次连接生成勘探点侧视方向的轮廓特征；

将俯视方向的轮廓特征对应匹配在三维坐标系中yz平面上，沿着x轴方向拉伸轮廓特征，生成三级三维虚拟图；

将一级三维虚拟图、二级三维虚拟图和三级三维虚拟图整合成一体，确定勘察信息的三维虚拟图。

将勘察信息的三维虚拟图集成到勘察路线中，即可生成该勘察路线的勘察图，无需手工画图，并且准确性能强。

以上对本发明所提供的一种可自动生成勘察图的道路规划导航系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。