基于遙感監(jiān)測的貨運源頭三維信息管理平臺開發(fā)

郭英男 張秀宇 林時金

(天津市公路事業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，天津 300074）

0 引言

近年來，我國交通管理部門積極推進科技治超建設(shè)，充分結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行治超工作。隨著網(wǎng)絡(luò)快速地圖服務(wù)[1]以及WebGis[2]技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，基于WebGis開發(fā)的可視化平臺可以具備高效的數(shù)據(jù)管理功能和全面展示功能。信息化建設(shè)與應(yīng)用方面的工作不斷深入[3]，建立信息化[4]、數(shù)字化的地理信息管理平臺成為相關(guān)部門治理手段進步的必要環(huán)節(jié)，是相關(guān)部門走向高效管理和快速發(fā)展的必經(jīng)之路。

1 三維平臺設(shè)計

1.1 平臺框架設(shè)計

貨運源頭三維信息管理平臺以輔助源頭核查決策為主要目的，對數(shù)據(jù)進行分析管理以及應(yīng)用，提高各項數(shù)據(jù)的交互分析能力，是面向服務(wù)的數(shù)字平臺[5]。平臺包括基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)支撐層、綜合應(yīng)用層以及人機交互層[6]。

1.2 數(shù)據(jù)處理

貨運源頭三維信息平臺數(shù)據(jù)庫主要包括基于遙感影像的地理信息數(shù)據(jù)、傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)[7]以及貨車軌跡數(shù)據(jù)。基于上述三類數(shù)據(jù)進行處理以及分析，利用變化檢測獲取遙感影像變化數(shù)據(jù)，并建立貨運源頭解譯標志庫用于相應(yīng)數(shù)據(jù)解譯。對于獲取的無人機航飛全景三維模型進行解析處理，保證模型與選取樣點變化區(qū)域相對應(yīng)。利用貨車軌跡時間戳獲取貨車行駛具體信息，并對軌跡進行分段處理。最后，通過將數(shù)據(jù)整合和轉(zhuǎn)化為可以加載的格式通過信息化三維平臺加載和展示。數(shù)據(jù)整合過程及方式如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)處理整合展示示意圖

2 平臺實現(xiàn)

貨運源頭三維管理平臺采用模塊化開發(fā)，以HBuilder X平臺為開發(fā)工具，基于VUE框架以JavaScript作為網(wǎng)頁基礎(chǔ)開發(fā)語言。利用Cesium API開發(fā)三維地圖界面，通過ArcMap處理各類矢量數(shù)據(jù)，將所得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以加載在影像上的JSON格式文件，并且對影像、地形以及模型等數(shù)據(jù)進行切片發(fā)布，通過相應(yīng)的URL（統(tǒng)一資源定位符）在平臺上進行加載顯示。根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容以及數(shù)據(jù)分析結(jié)果，利用ECharts生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計柱狀圖和餅狀圖用于可視化展示。為了提供詳細的源頭信息展示功能，基于上述技術(shù)條件三維管理平臺共設(shè)計了三個主要工作頁面，分別是首頁、地圖界面以及數(shù)據(jù)管理界面，每個頁面對應(yīng)不同的功能，為用戶提供更好的使用體驗。通過登入的用戶可以獲取貨運源頭信息包括解譯結(jié)果展示、正射影像加載、三維模型加載、貨車軌跡加載等。

3 平臺界面及功能介紹

3.1 首頁

首頁部分主要由五個模塊組成，主要目的是展示解譯結(jié)果的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)用戶對遙感監(jiān)測獲取的源頭數(shù)據(jù)進行整體了解，首頁內(nèi)容如圖2所示。

頂部三欄是對樣點數(shù)的統(tǒng)計，即通過分析遙感影像變化檢測結(jié)果確定的貨運源頭的點位個數(shù)、勘察情況、分級情況的統(tǒng)計。

變化類型信息的統(tǒng)計模塊，選定的60個樣點中，根據(jù)建立貨運源頭解譯標志庫，將它們分為疑似開采點、沙石囤積點、大型建筑工地以及疑似貨運源頭四類。展示分類統(tǒng)計結(jié)果以及樣點變化情況統(tǒng)計結(jié)果。第三欄主記錄一些調(diào)查點樣詳細的問題描述。變化信息模塊，實現(xiàn)部分信息的加載，通過模塊內(nèi)的地圖對采樣點信息有一個初步的了解。

3.2 地圖界面

地圖界面由三個地圖窗口組成，分別是主視圖窗口、19年影像窗口和20年影像窗口，三個窗口內(nèi)分別加載三維地球，如圖3所示。

可以根據(jù)對比的影像數(shù)量進行對比窗口的增刪對比窗口數(shù)量。地圖界面的三維地球均可進行人機交互，利用鼠標操作實現(xiàn)視角位置、視角高度、視角角度控制，滿足用戶多方位的觀測。兩個對比窗口與主窗口設(shè)置視角聯(lián)動，右側(cè)對比窗口視角跟隨主窗口。交互加載功能按鍵位于主窗口的上側(cè)，主要交互加載功能在主窗口實現(xiàn)，對比窗口加載部分對比信息。通過勾選主窗口口上的功能選項，可以實現(xiàn)正射影像、貨車軌跡、路網(wǎng)信息、三維地形、航飛三維模型以及變化范圍的加載控制，加載內(nèi)容都通過窗口顯示。加載功能實現(xiàn)三個窗口下不同內(nèi)容的同步加載，便于用戶通過加載影像、源頭信息標簽、貨車軌跡以及路網(wǎng)等基本信息比較分析。通過下拉欄可以選擇加載變化范圍的類別，同時可以通過定位功能控制主窗口相機視角飛行到起始位置以及指定的三個樣點。測量功能欄附帶三個測量功能分別是長度、面積以及高度，可以實現(xiàn)對目標區(qū)域的測量，同時實現(xiàn)點擊彈窗顯示源頭詳細信息等一系列功能。

圖2 首頁

圖3 地圖界面

3.3 數(shù)據(jù)管理界面

如圖4所示，數(shù)據(jù)管理界面記錄源頭樣點詳細信息，界面對薊州重點區(qū)60個樣點的數(shù)據(jù)進行逐條導(dǎo)入并顯示，方便用戶查看每一個源頭樣點的詳細信息。導(dǎo)出功能實現(xiàn)點擊導(dǎo)出下載對應(yīng)數(shù)據(jù)核查表。方便實地核查時記錄樣點核查信息以及信息存檔。

圖4 數(shù)據(jù)管理界面

4 結(jié)語

為響應(yīng)科技治超的號召，實現(xiàn)對貨運源頭核查數(shù)據(jù)的信息化以及智能化管理。本文設(shè)計開發(fā)了遙感貨運源頭三維管理平臺，平臺實現(xiàn)了各項數(shù)據(jù)信息的集成和展示，相比單純的文字描述可視化的處理提高了信息的可讀性，幫助使用者更加便捷和直觀地獲取源頭信息。能夠有效輔助源頭核查工作決策，幫助相關(guān)部門開展貨運源頭核查工作。平臺允許導(dǎo)入多類數(shù)據(jù)，通過三維地球界面展示。部門通過使用貨運源頭三維平臺可以實現(xiàn)網(wǎng)上對貨運源頭信息進行較全面的了解，減少盲目核查支出的人力、物力及財力，提高執(zhí)法者的執(zhí)法收益和效率。