弱网络环境下遥感辅助野外地质调查原型系统的设计与实现

摘要

野外地质调查是地质学研究的重要手段，所获得的野外数据是地质学研究的基础。遥感、GIS、卫星通讯技术的进步，极大提高了数据采集的效率并保证了数据采集的系统性、安全性和准确性，基于3S技术辅助的地质调查系统逐渐得到了应用。随着大数据时代的到来，地质学面临着新的挑战和机遇，野外地质采集数据的实时传输与交互是应对这一挑战的关键技术之一。然而，在偏远地区通常处于弱网络环境（网络接入状况较差），增加了数据实时交互的时间成本，制约了用户间的通信。本文针对这一问题，结合野外地质调查特点，设计开发了弱网络环境下遥感辅助野外地质调查原型系统。研究内容和成果主要包括:
　　1.提出了弱网络环境下的遥感辅助野外地质调查框架和技术路线，并结合开源的移动互联网软件及安卓的手机硬件环境，进行了原型系统的设计;
　　2.针对弱网络环境下，数据实时传输时间成本较高和对网络接入状况要求较高的问题，实现了智能移动端的遥感图像处理及显示、弱网络环境下信息交互等功能。，有效地减少了移动端与服务器端的交互次数，降低了需要传输的数据量以及数据传输的时间成本，并通过相关测试验证了本解决方案在弱网络环境下的优势;
　　3.针对弱网络环境下用户与同伴、总部（驻地）之间实时通信困难的问题，本研究采用了北斗卫星导航系统的基础产品——北斗盒子与Android智能手机结合的方案实现了用户与同伴、驻地之间的通信方案，实时掌握同伴的位置、安全状态。

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致谢

摘要

图目录

表目录

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 遥感在地质调查中的应用

1．2．2 野外地质调查系统的研究与应用现状

1．2．3 野外人员安全管理的研究现状

1．3 论文研究内容

1．4 论文组织结构

2 原型系统需求分析与理论和技术基础

2．1 野外地质调查过程——以雅丹地貌调查为例

2．1．1 前期准备与影像初步解译

2．1．2 实地调查及存在的问题

2．1．3 后期数据分析与结果分析

2．2 现有解决方案的系统架构及实现技术

2．2．1 表示层

2．2．2 逻辑层

2．2．3 数据层

2．3 本章小结

3 原型系统的总体设计

3．1 基于多层结构的原型系统框架设计

3．1．1 原型系统的用户界面层

3．1．2 原型系统的展示层

3．1．3 原型系统的业务层

3．1．4 原型系统的服务器

3．1．5 原型系统的数据层

3．2 原型系统功能设计

3．2．1 遥感图像处理

3．2．2 用户通信

3．3 原型系统流程设计

3．4 原型系统数据库结构设计

3．5 本章小结

4 遥感影像处理及其结果实时获取与渲染的实现

4．1 相关技术选择与开发环境

4．1．1 相关开发技术的选择

4．1．2 开发环境的搭建

4．2 遥感影像处理与实时渲染的实现

4．2．1 地图发布与渲染的实现

4．2．2 遥感影像波段运算的实现

4．2．3 遥感影像彩色合成的实现

4．2．4 基于野外采样数据的遥感图像分类的实现

4．2．5 野外应用的遥感图像交互功能的实现

4．3 遥感影像处理、渲染结果与系统用户界面展示

4．3．1 遥感影像数据信息

4．3．2 用户界面及结果可视化

4．4 系统性能分析

4．4．1 时序图分析

4．4．2 响应时间分析

4．4．3 数据传输时间分析

4．5 本章小结

5 弱网络环境下用户通信的实现

5．1 通信技术及硬件设备选择

5．1．1 通信技术的选择

5．1．2 北斗手持设备的选择

5．1．3 开发环境的搭建

5．2 通信链路设计与实现

5．3 用户界面及结果展示

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

作者简介