一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法和系统

摘要

本发明公开了一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法和系统，涉及传统聚落景观测绘技术领域。本发明中，首先建立信号基站连并与无人机信号链接，然后将整个空间区域按照特点规划分区设计测绘路线，在测绘路线上均匀设置标记点，收集标记点处的水系深度信息设立水系深度信息标记杆以及信号发送装置，使无人机沿着测绘路线收集地形图片以及水系深度信息，最后通过收集到的信息制作出独立区域的三维模型，并将其拼接成整体，完成整个传统聚落区域内的水系景观的三维建模。本发明通过建立基站连接无人机，使用无人机收集不同的水系景观区域的测绘信息以及水系深度信息，通过收集的信息完成整个传统聚落区域内的水系景观的三维建模。

说明书

技术领域

本发明属于传统聚落景观测绘技术领域，特别是涉及一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法和系统。

背景技术

徽派传统聚落是我国现有较为典型的传统聚落。徽州传统聚落内的景观要素中，水系景观涉及到传统景观其它各个景观内。而且传统聚落内的水系景观要素对传统聚落内的其它景观要素的风貌形成有着较大的影响。

水系景观空间作为传统聚落空间的一部分 ,通过其自身的地理历史环境和文化传统表现出自己独有的特征文化及人文景观，研究传统聚落区域内的水系景观的风貌特征对研究传统聚落区域内其它景观的风貌特征有着重要意义。

由于徽州传统聚落内，各种风貌特征的多样性和复杂性，聚落内的水系景观空间就显得较为多样化，将传统聚落区域内的水系景观进行系统化高清化的整理和规划变成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法和系统，通过建立信号基站连并与无人机信号链接，然后将整个空间区域按照特点规划分区设计测绘路线，在测绘路线上均匀设置标记点，收集标记点处的水系深度信息设立水系深度信息标记杆以及信号发送装置，使无人机沿着测绘路线收集地形图片以及接收水系深度信息，最后通过收集到的地形图片以及水系深度信息制作出独立区域的三维模型，并将其拼接成整体，完成整个传统聚落区域内的水系景观的三维建模，解决了现有需要将传统聚落区域内的水系景观进行系统化高清化的整理和规划的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法，包括如下步骤：S1：建立地面基准信号站，将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行信号连接，校准坐标位置；S2：对不同的水系区域边界进行划分，并根据不同的传统聚落的水系景观空间区域边界设计多组不同的测绘路线，并将设计好的测绘路线输入无人机；S3：沿着设计好的多组测绘路线设置若干标记点，预先测量标记点处的水系深度，并在每个标记点处固定设置水系深度标记杆，在水系深度标记杆的顶部固定安装用于将测量好的水系深度信息传输至无人机机载信号接收装置的信息发送装置；S4：将无人机按照不同的传统聚落的水系景观空间区域中设计的测绘路线飞行，并在飞行过程中在无人机在处于每一个标记点上方位置时，对该处水系地貌格局进行拍摄，无人机在延一段测绘路线飞行的过程中同时进行水系深度信息的接收工作，并将每个标记点发出的水系深度信息保存；S5：在单次测绘完毕后，将拍摄的图片与水系深度信息匹配，并将其传输至地面信号基站储存归档；S6:使无人机完成同一传统聚落的水系景观空间区域下一组测绘路线飞行，收集下一组信息直至完成同一传统聚落的水系景观空间区域所有的测绘路线，并按照此方法完成所有传统聚落的水系景观空间区域信息的收集；S7：根据收集到同一传统聚落的水系景观空间区域的图片信息和与之匹配的水系深度信息，制作单个独立水系景观空间区域的水系地貌三维模型图，并将不同区域的三维模型拼接，最后将多个独立的水系景观空间区域的地貌三维模型图拼接成整体传统聚落的水系景观空间地貌三维图。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S2中传统聚落的水系景观空间区域包括传统聚落庭院水系景观、传统聚落街巷水系景观以及除传统聚落水系景观外的自然水系景观。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传统聚落庭院水系景观包括庭院内的私宅水井，也包括宅外溪流引入庭院的水系；所述传统聚落街巷水系景观包括街巷水系以及传统群落内部的池塘水系；所述除传统聚落水系景观外的自然水系景观包括农田水域水系，自然河流水系。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S2中的单条测绘路线设置有不同的飞行高度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S2中无人机测绘路线设置有2-3组。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S3中的水系深度信息标记点延测绘路线均匀设置。

一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘系统，包括如下模块：数据收集模块，所述数据收集模块用于收集无人机拍摄的图片、无人机接受到的由深度标记杆的顶部的信息发送装置发出的水系深度信息，并将收集的图片、水系深度信息按照测绘路线进行归档；数据处理模块，所述数据处理模块用于将归档的图片、水系深度信息按照测绘路线绘制成单个标记点所属的传统聚落的水系景观空间区域三维模型，并将同一类型的传统聚落的水系景观空间区域的三维模型对照拼接，获得单个独立水系景观空间区域的水系地貌三维模型图。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括修正输出模块，所述修正输出模块用于将多个独立的水系景观空间区域的地貌三维模型图延区域边界修正并将其拼接成整体传统聚落的水系景观空间地貌三维图并输出。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过建立基站连接无人机，对不同的水系景观区域根据特点分区规划合理的测绘路线，并预先在每条测绘路线上均匀设置水系深度标记点，收集水系深度信息并且在每个标记点处设置用于将水系深度信息发送至无人机的深度信息标记杆，使用无人机收集测绘信息以及水系深度信息，通过收集到的信息通过数据处理模块完成整个传统聚落区域内的水系景观的三维建模，在设计测绘路线的过程中，参考了不同水系景观区域的特点，设计了无人机飞行高度使无人机能够清楚地拍摄，收集想要的信息，并且通过图片信息和水系深度信息互相配合，能够保证建模比例不失调，提升建立的三维模型可靠性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中的测绘方法流程图；

图2实施例一中S2-S4中测绘路线设计流程图；

图3为本发明的一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘系统关系图。

实施方式

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、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-图3所示，本发明为一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘方法，包括如下步骤：

S1：建立地面基准信号站作为无人机的静态参照点，并将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行信号连接，以地面基准信号站作为固定的空间坐标系可以较为准确地测得无人机的位置信号，地面基准信号站可以采用GNSS等全球导航卫星系统构成。

S2：对不同的水系区域边界进行划分，并根据不同的传统聚落的水系景观空间区域边界设计多组不同的测绘路线，无人机测绘路线设置有2-3组，这样能够获得更加精准的测绘数据，单条测绘路线根据不同的传统聚落的水系景观空间区域设置有不同的飞行高度，并将设计好的测绘路线输入无人机。

其中，传统聚落的水系景观空间区域包括传统聚落庭院水系景观、传统聚落街巷水系景观以及除传统聚落水系景观外的自然水系景观。

传统聚落庭院水系景观包括庭院内的私宅水井，也包括宅外溪流引入庭院的水系。

传统聚落街巷水系景观包括街巷水系（如公共水井）以及传统群落内部的池塘水系（如主道路两侧的主河流以及水渠）。

除传统聚落水系景观外的自然水系景观包括农田水域水系（水田）以及自然河流水系（由与地势形成的水洼和水塘）。

S3：沿着设计好的多组测绘路线设置均匀设置若干标记点，具体标记点的设置数量根据对应的水系区域界定，预先测量设置的标记点处的水系深度，并在每个标记点处固定设置水系深度标记杆，在水系深度标记杆的顶部固定安装用于将测量好的水系深度信息传输至无人机机载信号接收装置的信息发送装置，当后续无人机在延测绘路线进行测绘工作时，到达对应的水系深度标记杆上方就能够准确地接收到该标记点处的水系深度信息。

S4：将无人机按照不同的传统聚落的水系景观空间区域中设计的测绘路线飞行，并在飞行过程中在无人机在处于每一个标记点上方位置时，对该处水系地貌格局进行拍摄。

当无人机沿着庭院水系进行拍摄时，遇到庭院内的私宅水井时，规划的飞行高度应该适当降低，使无人机能够清晰地拍摄到水井的状态，遇到宅外溪流引入庭院的水系时，规划的飞行高度应适当提高，并且规划的测绘路线应囊括溪流主流，使无人机能够完整将宅外溪流引入庭院的水系纳入拍摄范围。

当无人机对传统群落内部的池塘水系进行拍摄时，应首先规划延主道路两侧的主河流以及水渠边界的测绘路线，并且此时的测绘路线应当能够清晰地拍摄其边界水系细节，飞行高度应该降低，然后再规划主道路两侧的主河流以及水渠的整体流向的测绘路线，此时的测绘路线应当能够清晰地拍摄到主道路两侧的主河流以及水渠整体流向，飞行高度应该升高。

当无人机对农田水域水系进行拍摄时，应根据水田的不同梯度来规划测绘路线，并采取先局部后全局的思路，在拍摄时需要将水田周围的自然景观包含在内，此时无人机的飞行高度应该降低，在拍摄全局景观时，无人机飞行高度升高。

无人机在延一段测绘路线飞行的过程中同时进行水系深度信息的接收工作，并将每个标记点发出的水系深度信息保存，这能够为后续建模提供对应水系深度信息，防止建模比例失调，在单次测绘飞行完毕后，通过沿路线均匀设置的标记点传输的水系深度信息与拍摄图片相结合，能够为后续的的数据匹配以及三维建模过程提供支撑。

S5：单次测绘完毕后，将拍摄的图片与高度数据信息匹配，并将其传输至地面信号基站储存归档。

S6:使无人机完成同一传统聚落的水系景观空间区域下一组测绘路线飞行，收集下一组信息直至完成同一传统聚落的水系景观空间区域所有的测绘路线，并按照此方法完成所有传统聚落的水系景观空间区域信息的收集，至此完成所有数据收集工作。

S7：根据收集到同一传统聚落的水系景观空间区域的图片信息和与之匹配的水系深度信息，制作单个独立水系景观空间区域的水系地貌三维模型图，并将不同区域的三维模型边界修正并拼接，最后将多个独立的水系景观空间区域的地貌三维模型图拼接成整体传统聚落的水系景观空间地貌三维图。

在具体实施过程中，首先建立GNSS信号基站并以信号基站为基点建立坐标，将无人机机载系统与信号基站信号链接，按照不同的水系区域边界划分测绘区域，并针对不同的水系区域特点设计2-3条匹配的测绘路线以及在测绘路线上根据不同水系区域特点均匀设置水系深度标记点，测量各个水系深度标记点处的水系深度在水系深度标记点处固定设置水系深度标记杆，在水系深度标记杆的顶部设置信号发送装置，放飞无人机多次飞行完成所有的测绘路线，在测绘过程中收集每个水系深度标记点处的水系深度信息，并获取对应水系区域的地形图片，将其储存归档，结合拍摄图片以及收集的水系深度信息能够确认所拍摄地形图片的比例，能够制作出对应水系区域的三维模型，将所有水系区域的三维模型边界区域裁剪并调整比例拼接能够制作出完整的传统聚落的水系景观空间地貌三维图，完成整个测绘过程。

实施例

请参阅图3所示。本发明为一种徽州传统聚落水系景观空间区域的测绘系统，包括如下模块：

数据收集模块，所述数据收集模块用于收集无人机拍摄的图片、无人机接受到的由深度标记杆的顶部的信息发送装置发出的水系深度信息，并将收集的图片、水系深度信息按照测绘路线进行归档。

数据处理模块，所述数据处理模块用于将归档的图片、水系深度信息按照测绘路线绘制成单个标记点所属的传统聚落的水系景观空间区域三维模型，并将同一类型的传统聚落的水系景观空间区域的三维模型对照拼接，获得单个独立水系景观空间区域的水系地貌三维模型图。

修正输出模块，修正输出模块用于将多个独立的水系景观空间区域的地貌三维模型图延区域边界修正并将其拼接成整体传统聚落的水系景观空间地貌三维图并输出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。