视频GIS数据采集系统的设计与实现

论文摘要

视频GIS是对常规多媒体GIS的扩展,通过视频影像与地理位置的数据整合、检索和交互,应用于线性设施的管理。视频GIS由视频数据采集、数据编辑与管理、应用软件等部分组成。针对数据采集问题,本文在分析视频数据和空间数据结构特征的基础上,设计并实现了一个视频GIS数据采集系统。在回顾多媒体GIS、视频GIS研究进展和总结视频采集方法的基础上,本文实现了一个较为通用的视频GIS数据采集方案:（1）结合视频数据特点和当前视频数据模型,提出了一个基于时间参照的地理视频数据模型,即建立地理位置与视频影像帧的逻辑对应关系。（2）利用笔记本电脑、数码视频和GPS技术,设计一个视频GIS数据采集系统,即在VC++6.0环境中,通过DirectShow捕捉视频影像,通过蓝牙无线通讯纪录位置信息,实时同步存储视频和位置数据。（3）通过外业试验,进行数据采集、整理,并开发专用的视频播放器验证数据模型的可行性;（4）优化数据采集系统的数据结构和算法,使之成为一个实用的系统。视频GIS数据采集系统的设计与实现表明:（1）本研究提出的基于时间参照的视频GIS数据模型不仅满足地理空间信息的表达,而且更为地理信息和视频影像的相互交互提供了较为实用的解决方法。（2）运用DirectShow技术、GPS空间定位技术和通讯技术所实现的系统,非常方便地完成对视频影像数据和地理空间数据的实时采集;（3）本系统所采集的数据满足视频GIS基本数据模型的需求,为视频GIS在公路养护、河流整治、城市管理、移动监控、旅游观光等领域的应用提供了可能。本文共分为6章:第一章绪论,论述了视频GIS数据采集系统的研究背景、研究内容、研究意义和研究目标等。第二章文献综述,对多媒体GIS和视频GIS研究进展系统的回顾和对视频GIS中数据采集方案进行了总结。第三章研究方法,论述了视频GIS的基本理论和相关技术,在此基础上谈论了本文所采取的技术路线和开发工具。第四章数据采集系统的设计,深入分析了视频数据特征和视频与地图的交互方式,提出了时间参照地理视频数据模型。本章详细论述了适合上述数据模型的数据采集软件系统的设计过程。最后描述了视频GIS数据采集软件开发所需要的主要关键技术。第五章数据采集实现和测试,详细描述了系统的主要模块的实现过程,并开发了专门的播放软件,通过实际采集验证了系统的可行性。第六章:结论、后续工作和展望。总结论文成果,探讨创新点,并对后续工作进行了展望。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容
• 1.3 研究意义与研究目标
• 1.4 论文章节结构
• 第二章 文献综述
• 2.1 多媒体GIS 研究进展
• 2.2 视频GIS 研究进展
• 2.3 视频GIS 数据采集研究进展
• 第三章 研究方法
• 3.1 理论与技术基础
• 3.2 软件工具
• 3.3 技术路线
• 第四章 视频GIS 数据采集系统的设计
• 4.1 基于参照的地理视频数据模型设计
• 4.1.1 数字视频数据分析
• 4.1.2 基于时间参照的地理视频数据模型
• 4.2 数据采集系统的总体设计
• 4.2.1 系统的总体目标、工作原理和系统架构
• 4.2.2 系统功能模块设计
• 4.2.3 系统软硬件环境设计
• 4.2.4 用户界面设计
• 4.3 关键技术讨论
• 4.3.1 数字视频采集技术
• 4.3.2 视频数据压缩技术
• 4.3.3 GPS 空间定位技术
• 4.3.4 蓝牙通讯技术
• 第五章 视频GIS 数据采集系统的实现
• 5.1 DirectShow 原理
• 5.1.1 DirectShow 架构
• 5.1.2 DirectShow 基本概念
• 5.1.3 DirectShow 数据流机制
• 5.1.4 Filter Graph 的构建
• 5.2 系统开发环境和程序设计流程图
• 5.3 系统各功能模块的实现过程
• 5.3.1 视频采集的实现
• 5.3.2 GPS 数据采集的实现
• 5.3.3 数据存储的实现
• 5.4 专用播放器软件的开发
• 5.5 系统测试
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢