一种基于GIS的光网络巡检方法

本发明涉及通信领域和地理信息领域，特别针对光网络设备和线路一种基 于GIS的巡检方法，包括信息采集和匹配算法的研究。

GIS(Geographic Information System)，也就是地理信息系统，它是一种特定 的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分 地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运 算、分析、显示和描述的技术系统。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和 地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。GIS 与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公 众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

GPS(Global Position System)，全球定位系统，利用GPS定位卫星，在全球范 围内实时进行定位、导航的系统。GPS定位技术的基本原理是采用测量学中通用 的测距交会确定定位点的方法。GPS定位的主要误差来源于以下三个方面：

(1)空间卫星误差：主要有卫星星历误差、卫星误差和卫星设备延迟误差等；

(2)接收机误差：主要有测量误差、计算误差和设备延迟误差等；

(3)外界条件误差：主要有卫星信号传播中所产生的误差，如对流层传播延 迟、电离层传播延迟和多路效应等误差。

巡检系统是一个自动化的任务分发和上报的系统，用于运维公司来管理巡检 任务的下发和评价。如用于光网络设备和线路的巡维。该系统包括了web端和手 机端。管理人员通过web端下发任务并且审查巡检结果。巡检人员通过手机端 完成任务信息的采集与反馈。

本发明包含了信息采集和地图匹配算法两个方面。信息采集通过手机端与巡 检人员的交互完成。地图匹配算法用于对运维的结果评价。大多数的巡检系统所 采用的人工式信息采集，通过手写来描述巡检现场的情况，费时费力，安全性和 精确性都不高。而常用的地图匹配度大多基于对GPS定位的校正，而没有考虑到 定位信息与线路本身的特点。本发明综合考虑以上因素，给出更加准确客观的评 价结果。

大多数的巡检系统所采用的人工式信息采集，通过手写来描述巡检现场的情 况，费时费力，安全性和精确性都不高。

本发明采用的信息采集方式基于手机端与巡检人员之间的交互完成的。方便 操作，安全性更高。其信息采集主要包括以下步骤：

步骤一：管理人员通过web端下发巡检任务。

步骤二：手机端接收到web端下发的任务，显示给相应的巡检人员。

步骤三：巡检人员在巡检现场将相关的巡检结果通过手机端上报。

步骤四：在手机端上报的同时，同步web端数据。

已有的地图匹配算法大多基于对GPS定位的校正，没有考虑定位信息与线路 本身的特点。然而当前线路本身的特点对于地图匹配算法十分重要，本发明正是 综合考虑以上因素，给出一种更加准确客观的算法。

本发明的一种基于GIS的光网络设备和线路匹配算法。通过校正GPS上报的 误差以及不同参数加权来给出光网络设备和线路的匹配度。本发明公开的算法适 用于各个运营公司的巡检，也适用于各种需要定位的任务完成情况的评价，本发 明特针对光网络设备和线路的巡检给出案例。

为了便于后面算法的描述，下面对本专利中涉及的术语进行说明：

PVali表示有效巡检点；

PAll表示所有的任务点；

μ表示有效参数。

根据本发明的方案，提出了一种基于GIS的光网络设备和线路地图匹配算 法。所述方法主要包括以下步骤：

步骤一：获取光网络设备和线路的具体点组成任务巡检线路，将任务巡检线 路的点在GIS电子地图上显示，其显示结果是一组折线；

步骤二：巡检人员在巡检光网络设备和线路的过程中，实时上报巡检经纬度；

步骤三：判断上报的经纬度是否需要修正。如果需要修正，跳到步骤四。如 果不需要修正，转到步骤五；

步骤四：根据修正后所有的上报经纬度，转到步骤五；

步骤五：综合考虑上报光网络设备和线路的巡检点与任务巡检点之间的距 离，与任务巡检路径之间的角度等因素，给定不同上报点不同的有效性参数，应 用本文所给的地图匹配的算法给出匹配度。

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对本发明实施例描述中所需要使用 的附图作简单的介绍，显然地，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前提下，还可以根据这些附 图获得的更多的附图。

图1是本发明的信息采集模式

图2是本发明方法一个最佳匹配度的一个实施例的流程图。

本发明的前提条件：光网络设备和线路是实际给定的巡检任务，是一组已知 给定的点。

为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明方式 作进一步的详细描述。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，都属于本发明保护范围。

本发明的信息采集模式，把手机端作为管理人员和巡检人员的中介工具，更 加客观准确方便的上报巡检结果。具体的流程描述如下：

P101：管理人员通过web端发布巡检任务，也就是获取光网络设备和线路 的原始数据。

P102：巡检人员通过登陆手机端，获取权限内的巡检任务。

P103：巡检人员在巡检现场对光网络设备和线路任务点进行现场勘查，上报 任务点的实时情况，对有问题的巡检点进行拍照上传，并同时上报GPS定位的 经纬度信息。

P104：手机端上报的信息同步到web端，由web端的地图匹配算法完成任 务完成情况的显示和评价等。

本发明的一种基于GIS的光网络设备和线路地图匹配算法，通过对上报数据 点的有效性进行判定，筛选出有效的巡检点，并对有效的点进行有效系数的判定 给出加权值。以得到最佳的匹配结果。图1是本发明方法一个最佳匹配度的实施 例的流程图，具体流程描述如下：

S101：本发明中的光网络设备和线路的任务巡检点是实际给定的巡检任务， 是一组已知给定的点。在GIS电子地图上以一组折线的形式呈现。巡检人员要以 此为基础来完成巡检；

S102：巡检人员在巡检过程中，巡检到光网络设备和线路的任务点时，实时 上报巡检任务的情况并上报经纬度，表示已经完成了该任务点的巡检；

S103：为了更加准确的评价巡检任务的完成情况，需客观的综合各方面的因 素，判断上报的经纬度是否需要修正。如果是，则执行S104，否则执行S105；

S104：修正上报的经纬度数据点。根据光网络设备和线路的任务巡检路径， 判断上报点是否在所在任务路径的某段折线上。如果是，则上报点正确，执行 S108，否则执行S105；

S105：如果上报点不在光网络设备和线路任务路径的某条折线上，算出该点 到与其相距最近的两个点组成的折线上的距离;

S106：判断距离是否大于误差系数。如果是，执行S107。否则执行S108；

S107：去掉S106中出现的无效巡检点；

S108：有效点分为两种，一种是由S104产生的点，另一中是由S105产生的 点。不同的点它的加权系数μ不同。将有效巡检点组成的实际巡检路径与任务巡 检路径对比，给出匹配度M。

$M=\frac{\mu \times \Sigma P_{\mathrm{Vali}}}{P_{\mathrm{All}}}\times 100\%$

其中：

PVali表示有效巡检点；

PAll表示所有的任务点；

μ表示加权系数，根据不同点的有效性给出不同的加权系数。