一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法与流程

1.本发明涉及测绘领域，特别涉及一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法研究。

背景技术：

2.测绘作为水利工程建设的前驱环节，能够对拟施工地区进行测量和绘图，获取及标记反映地面现状的图形和位置，为水利工程科学规划提供决策支持；测绘无人机可搭载高频差分模块、gnss系统、高光谱相机等装备，以其机动灵活、专业高效的特点，在水利工程中的应用不断深入；利用无人机进行航空测绘作业后，形成的地貌数据，一是可以在电脑上进行电子地貌模型展现；二是可以打印成图，在纸张上显现地貌；三是可以根据航测数据制作成沙盘；沙盘展现航测数据具有立体、直观的效果；但当前沙盘模型存在若干提升空间，一是重构性不佳，即沙盘制作好后，变更及重复利用性弱；二是沙盘模型制作周期较长，即将数据转化为沙盘实物的效率较低；在上述背景下，如何构建智能化、可重构地貌沙盘，将水利航测数据在可控沙盘上高效、精准展现成为一项研究课题。
3.当前，面向测绘的沙盘专利研究较为丰富，如2019年10月申请的题为“一种车载式测绘信息沙盘制作方法”的发明专利，包括地形测绘、测绘数据处理、雕刻、底涂布处理、实景地理模型喷绘等步骤；高质量的喷绘工艺提高喷绘的准确度；保证了沙盘的精度；还如2020年12月申请的题为“一种遥感数据的模拟展示系统及方法”的发明专利，把生产过程中的卫星成像技术要素全部融入到模拟展示当中，提供了三维沙盘成果立体投影展示的技术方案；还如2018年9月申请的题为“军用针幕式沙盘地貌生成训练器”的发明专利，由上到下依次由上盖板、沙盘地貌生成器主体部件和箱体构成箱体式结构；该器件适合单兵操作、易于搬运、便于携带和存放。

技术实现要素：

4.鉴于上述背景信息，本发明旨在提供一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法，设计了地貌可控沙盘系统，研究了水利航测数据在地貌可控沙盘上的展现方法，解决了水利航测数据在可控沙盘上高效、精准展现及沙盘重构问题；为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
5.一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法，包括如下步骤：s101、构建沙盘基础框架；所述沙盘基础框架包括i行j列个长方体格子，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若所述沙盘基础框架中的某一长方体格子处于第d1行第s1列，则标记此长方体格子的沙盘坐标为(d1,s1)。
6.所述长方体格子为一个上开口的碳纤维材质的箱体；所述长方体格子的上顶面、下底面均为正方形，边长为k；所述长方体格子由隔板分割为上仓、中仓、下仓；所述上仓高为h，上仓上顶开口；上仓底板中央部署有上仓底板圆孔，直径为r；上仓底板右下侧部署有上仓底板接线圆孔，直径为s；所述中仓高为g，中仓底板右下侧部署有中仓底板接线圆孔，
直径为e；所述下仓高为n；下仓右侧板部署有下仓右侧板接线圆孔，直径为w；下仓左侧板部署有下仓左侧板接线圆孔，直径为w。
7.s102、构建上仓储件；所述上仓储件包括发光二极管灯排、钢制螺母、上仓储件箱体；所述上仓储件箱体为透光白pvc材质，钢制螺母固定于上仓储件箱体底板的中央，直径为r；上仓储件接线孔部署于上仓储件箱体底板的右下侧，直径为s；所述发光二极管灯排位于所述上仓储件箱体内；所述上仓储件箱体的上顶面、下底面均为正方形，边长为q，且k-q等于0.2毫米；所述上仓储件箱体的高为h；所述上仓储件箱体放置在所述上仓中。
8.所述发光二极管灯排包括红发光二极管、绿发光二极管、蓝发光二极管、黄发光二极管、白发光二极管、紫发光二极管；所述发光二极管灯排的接线端包括白端、紫端、绿端、蓝端、黄端、红端、公共端；所述上仓储件的线缆通过所述上仓底板接线圆孔及中仓底板接线圆孔引入到所述下仓中。
9.s103、构建中仓储件；所述中仓储件包括底座、螺杆、步进电机；所述步进电机的长为vc，且vc-g-h小于0.5毫米；所述步进电机为四相五线步进电机，接线端包括com1端、a1端、b1端、c1端、d1端；所述螺杆长为hr，且hr大于h；所述螺杆直径为re，且r大于re；所述底座的四个角上有螺丝孔，用于固定所述步进电机；所述螺杆能够与所述上仓储件的钢制螺母相互旋合；所述中仓储件由所述底座固定于所述中仓底板的中央，所述螺杆旋入所述上仓储件的钢制螺母中；所述中仓储件的线缆通过所述中仓底板接线圆孔引入到所述下仓中。
10.s104、构建下仓储件；所述下仓储件包括电池、at89c51单片机、串口max232芯片、uln2003a电机驱动芯片；将所述下仓储件放置在所述下仓中，所述at89c51单片机与所述电池相连；若所述at89c51单片机处于所述沙盘基础框架中的长方体格子gk中，且长方体格子gk的沙盘坐标为(d2,s2)，则标记at89c51单片机的沙盘坐标为(d2,s2)。
11.将所述at89c51单片机的rxd引脚与所述串口max232芯片的r1out引脚相连，将所述at89c51单片机的txd引脚与所述串口max232芯片的t1in引脚相连；将所述uln2003a电机驱动芯片的1b引脚与所述at89c51单片机的p1.0引脚相连，所述uln2003a电机驱动芯片的2b引脚与所述at89c51单片机的p1.1引脚相连；所述uln2003a电机驱动芯片的3b引脚与所述at89c51单片机的p1.2引脚相连；所述uln2003a电机驱动芯片的4b引脚与所述at89c51单片机的p1.3引脚相连；将所述uln2003a电机驱动芯片的1c引脚与所述步进电机的a1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的2c引脚与所述步进电机的b1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的3c引脚与所述步进电机的c1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的4c引脚与所述步进电机的d1端相连，所述步进电机com1端与所述uln2003a电机驱动芯片的com2引脚相连；将所述发光二极管灯排的公共端与所述at89c51单片机的gnd引脚相连，所述发光二极管灯排的红端与所述at89c51单片机的p1.4引脚相连，所述发光二极管灯排的黄端与所述at89c51单片机的p1.5引脚相连，所述发光二极管灯排的蓝端与所述at89c51单片机的p1.6引脚相连，所述发光二极管灯排的绿端与所述at89c51单片机的p1.7引脚相连，所述发光二极管灯排的紫端与所述at89c51单片机的p2.0引脚相连，所述发光二极管灯排的白端与所述at89c51单片机的p2.1引脚相连。
12.s105、上位机控制沙盘；所述上位机为一台带有uart串口的计算机，将所述上位机串口一的rx1引脚与所述沙盘基础框架中的个串口max232芯片的t1out引脚相连；将
所述上位机串口一的tx1引脚与所述沙盘基础框架中的个串口max232芯片的r1in引脚相连；在所述上位机中部署通用串口调试工具，打开串口一，设置波特率为9600，数据位8位，校验位为none，停止位为1；执行沙盘控制命令生成算法，将生成的条沙盘控制命令依次由所述上位机通用串口调试工具发出；个串口max232芯片接收到上位机串口一发来的数据，串口max232芯片再将数据转发到所连接的at89c51单片机；假设此at89c51单片机收到的数据为”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，且此at89c51单片机的沙盘坐标为(hb,lb)；若hb与ha相等，且lb与li相等，则由此at89c51单片机执行电机控制算法，向所连接的uln2003a电机驱动芯片发送信号，驱动所连接的步进电机运动；此at89c51单片机执行二极管灯排控制算法，驱动所连接的发光二极管灯排的亮灭。
13.沙盘控制命令生成算法为：假设水利航测区域长为la、宽为ka；将水利航测区域分割为个长为、宽为的测绘网格；所述水利航测区域包括行列个测绘网格，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若水利航测区域中的某一测绘网格处于第行第列，则标记测绘网格tw的网格坐标为(d3,s3)，其中为行坐标，为列坐标；从测绘网格中任意取一点ua，将ua点的海拔值作为测绘网格的海拔值cc；假定所有测绘网格的海拔值的最大值为max、最小值为min；则测绘网格的相对高度值为(cc-min)/(max-min)；若测绘网格为水域，则令测绘网格的颜值为3；若测绘网格为植被区域，则令测绘网格的颜值为4；若测绘网格为土地区域，则令测绘网格的颜值为2；若测绘网格为建筑物区域，则令测绘网格tw的颜值为6；若测绘网格为山区，则令测绘网格的颜值为5；若测绘网格为特殊标记区域，则令测绘网格的颜值为1；若测绘网格为不特定区域，则令测绘网格的颜值为7；遍历全部测绘网格，假设当前测绘网格为pp，则创建一条沙盘控制命令，命令字符串格式为：”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，其中字符串#qs为命令起始识别符，变量ha为测绘网格pp的网格坐标中的行坐标，变量li为测绘网格pp的网格坐标中的列坐标，变量ga为测绘网格pp的相对高度值，变量ys为测绘网格pp的颜值，字符串t#为结束识别符；生成i*j条沙盘控制命令后，算法执行完毕。
14.所述二极管灯排控制算法为，若ys为1，则所述at89c51单片机的p1.4引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮红灯；若ys为2，则所述at89c51单片机的p1.5引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮黄灯；若ys为3，则所述at89c51单片机的p1.6引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮蓝灯；若ys为4，则所述at89c51单片机的p1.7引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮绿灯；若ys为5，则所述at89c51单片机的p2.0引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.1引脚为低电平，发光二极管灯排亮紫灯；若ys为6，则所述at89c51单片机的p2.1引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引
脚、p1.7引脚、p2.0引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮白灯；若ys为7，则所述at89c51单片机的p2.1引脚、p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚为低电平，所述发光二极管灯排不发光。
15.所述电机控制算法为：第一步，若所述上仓储件箱体底板处于上仓的底端时，步进电机正向转动nc圈后，上仓储件箱体底板处于上仓的顶端，则执行第二步nc次；第二步，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚、p1.3引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为高电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为低电平，保持20毫秒；第三步，若nc*ga取整数为pc，执行第四步pc次；第四步，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为高电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为低电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚、p1.3引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒。
附图说明
16.图1为本发明所述的一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法的步骤图。
17.图2为所述沙盘基础框架的俯视图。
18.图3为图2中所述的长方体格子的结构图。
19.图4为所述上仓储件结构图。
20.图5为图4中所述发光二极管灯排的结构图。
21.图6为所述中仓储件结构图。
22.图7为所述下仓储件结构图。
23.图8为图7中所述at89c51单片机与所述串口max232芯片的接线图。
24.图9为图7中所述at89c51单片机与uln2003a电机驱动芯片的接线图。
25.图10为图7中所述uln2003a电机驱动芯片与图6中所述步进电机的接线图。
26.图11为图7中所述at89c51单片机与图4中所述发光二极管灯排的接线图。
27.图12为所述串口max232芯片与所述上位机串口一的接线图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明附图，对本发明的具体实施方式进行描述；一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法，包括如下步骤：s101、构建沙盘基础框架；由图2所示，202为一个长方体格子；所述沙盘基础框架包括i行j列个长方体格子202，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若所述沙盘基础框架中的某一长方体格子202处于第d1行第s1列，则标记此长方体格子202的沙盘坐标为(d1,s1)。
29.图3为图2中所述的长方体格子202的结构图；由图3所示，长方体格子202为一个上开口的碳纤维材质的箱体；所述长方体格子202的上顶面、下底面为正方形，边长为k；长方体格子202由隔板分割为上、中、下三个仓，301为上仓，上仓301高为h，上仓301上顶开口；304为上仓底板圆孔，直径为r，上仓底板圆孔304部署于上仓底板中央；308为上仓底板接线圆孔，直径为s，上仓底板接线圆孔308部署于上仓底板右下侧；302为中仓，中仓302高为g，305为中仓底板接线圆孔，直径为e，中仓底板接线圆孔305部署于中仓底板右下侧；303为下仓，下仓303高为n；306为下仓右侧板接线圆孔，直径为w，下仓右侧板接线圆孔306部署于下仓右侧板；307为下仓左侧板接线圆孔，直径为w，下仓左侧板接线圆孔307部署于下仓左侧板。
30.s102、构建上仓储件；所述上仓储件包括发光二极管灯排、钢制螺母、上仓储件箱体；所述上仓储件箱体为透光白pvc材质，钢制螺母固定于上仓储件箱体底板的中央，直径为r；上仓储件接线孔部署于上仓储件箱体底板的右下侧，直径为s；所述发光二极管灯排位于所述上仓储件箱体内；所述上仓储件箱体的上顶面、下底面均为正方形，边长为q，且k-q等于0.2毫米；所述上仓储件箱体的高为h；所述上仓储件箱体放置在所述上仓中。
31.s102、构建上仓储件；图4为所述上仓储件的结构图，由图4所示，所述上仓储件包括发光二极管灯排404、钢制螺母402、上仓储件箱体401；405为上仓储件箱体底板；所述上仓储件箱体401为透光白pvc材质，钢制螺母402固定于上仓储件箱体底板405的中央，直径为r；上仓储件接线孔403部署于上仓储件箱体底板405的右下侧，直径为s；所述上仓储件箱体401的上顶面、下底面为均正方形，边长为q，且k-q等于0.2毫米；所述上仓储件箱体401的高为h；所述上仓储件箱体401放置在所述上仓301中。
32.图5为图4中所述的发光二极管灯排404的结构图；由图5所示，所述发光二极管灯排404包括红发光二极管501、绿发光二极管502、蓝发光二极管503、黄发光二极管506、白发光二极管505、紫发光二极管504；所述发光二极管灯排的接线端包括白端、紫端、绿端、蓝端、黄端、红端、公共端；所述上仓储件的线缆通过所述上仓底板接线圆孔308及中仓底板接线圆孔305引入到所述下仓303中。
33.s103、构建中仓储件；图6为所述中仓储件结构图，由图6所示，602为底座；603为螺杆；604为步进电机；所述中仓储件包括底座602、螺杆603、步进电机604；所述步进电机604的长为vc，且vc-g-h小于0.5毫米；所述步进电机为四相五线步进电机，接线端包括com1端、a1端、b1端、c1端、d1端；所述螺杆603长为hr，且hr大于h；所述螺杆603直径为re，且r大于re；所述底座602的四个角上有螺丝孔，用于固定所述步进电机604；所述螺杆603能够与所述上仓储件的钢制螺母402相互旋合；所述中仓储件601由所述底座602固定于所述中仓底板的中央，所述螺杆603旋入所述上仓储件的钢制螺母402中；所述中仓储件的线缆通过所述中仓底板接线圆孔305引入到所述下仓303中。
34.s104、构建下仓储件；图7为所述下仓储件结构图，由图7所示，所述下仓储件包括电池703、at89c51单片机705、串口max232芯片702、uln2003a电机驱动芯片704；将所述下仓储件放置在所述下仓303中，所述at89c51单片机705与所述电池703相连；若所述at89c51单片机705处于所述沙盘基础框架中的长方体格子gk中，且长方体格子gk的沙盘坐标为(d2,s2)，则标记at89c51单片机705的沙盘坐标为(d2,s2)。
35.由图8所示，801为所述at89c51单片机705的rxd引脚，802为所述at89c51单片机
705的txd引脚，803为所述串口max232芯片702的r1out引脚，804为所述串口max232芯片702的t1in引脚；rxd引脚801与r1out引脚803相连，txd引脚802与t1in引脚804相连。
36.由图9所示，901为所述uln2003a电机驱动芯片704的1b引脚，902为所述uln2003a电机驱动芯片704的2b引脚，903为所述uln2003a电机驱动芯片704的3b引脚，904为所述uln2003a电机驱动芯片的4b引脚；905为所述at89c51单片机705的p1.0引脚；906为所述at89c51单片机705的p1.1引脚；907为所述at89c51单片机705的p1.2引脚；908为所述at89c51单片机705的p1.3引脚；1b引脚901与p1.0引脚905相连，2b引脚902与p1.1引脚906相连；3b引脚903与p1.2引脚907相连；4b引脚904与p1.3引脚908相连。
37.由图10所示，1001为所述uln2003a电机驱动芯片704的1c引脚，1002为所述uln2003a电机驱动芯片704的2c引脚，1003为所述uln2003a电机驱动芯片704的3c引脚，1004为所述uln2003a电机驱动芯片的4c引脚，1005为所述uln2003a电机驱动芯片的com2引脚；1006为所述步进电机604的d1端，1007为所述步进电机604的c1端，1008为所述步进电机604的b1端，1009为所述步进电机604的a1端，1010为所述步进电机604的com1端；1c引脚1001与a1端1009相连，2c引脚1002与b1端1008相连，3c引脚1003与c1端1007相连，4c引脚1004与d1端1006相连，com1端1010与com2引脚1005相连。
38.由图11所示，1101为所述at89c51单片机705的gnd引脚；1102为所述at89c51单片机705的p1.4引脚；1103为所述at89c51单片机705的p1.5引脚；1104为所述at89c51单片机705的p1.6引脚；1105为所述at89c51单片机705的p1.7引脚；1106为所述at89c51单片机705的p2.0引脚；1107为所述at89c51单片机705的p2.1引脚；1108为所述发光二极管灯排404的白端，1109为所述发光二极管灯排404的紫端，1110为所述发光二极管灯排404的绿端，1111为所述发光二极管灯排404的蓝端，1112为所述发光二极管灯排404的黄端，1113为所述发光二极管灯排404的红端，1114为所述发光二极管灯排404的公共端；公共端1114与gnd引脚1101相连，红端1113与p1.4引脚1102相连，黄端1112与p1.5引脚1103相连，蓝端1111与p1.6引脚1104相连，绿端1110与p1.7引脚1105相连，紫端1109与p2.0引脚1106相连，白端1108与p2.1引脚1107相连。
39.s105、上位机控制沙盘；所述上位机为一台带有uart串口的计算机，将所述沙盘基础框架中的个串口max232芯片702与上位机串口一相连；由图12所示，1201为所述串口max232芯片702的r1in引脚，1202为所述串口max232芯片702的t1out引脚；1203为所述上位机串口一的tx1引脚，1204为所述上位机串口一的rx1引脚；将rx1引脚1204与t1out引脚1202相连；将tx1引脚1203与r1in引脚1201相连；在上位机中部署通用串口调试工具，打开串口一，设置波特率为9600，数据位8位，校验位为none，停止位为1；执行沙盘控制命令生成算法，将生成的条沙盘控制命令依次由上位机通用串口调试工具发出；个串口max232芯片702接收到上位机串口一发来的数据，串口max232芯片702再将数据转发到所连接的at89c51单片机705，假设此at89c51单片机705收到数据为”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，且此at89c51单片机705的沙盘坐标为(hb,lb)；若hb与ha相等，且lb与li相等，则由此at89c51单片机705执行电机控制算法，向所连接的uln2003a电机驱动芯片704发送信号，驱动所连接的步进电机604运动；此at89c51单片机705执行二极管灯排控制算法，驱动所连接的发光二极管灯排404的亮灭。
40.沙盘控制命令生成算法为：假设水利航测区域长为la、宽为ka；将水利航测区域分割为个长为、宽为的测绘网格；所述水利航测区域包括行列个测绘网格，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若水利航测区域中的某一测绘网格处于第行第列，则标记测绘网格的网格坐标为(，)，其中为行坐标，为列坐标；从测绘网格中任意取一点ua，将ua点的海拔值作为测绘网格的海拔值cc；假定所有测绘网格的海拔值的最大值为max、最小值为min；则测绘网格的相对高度值为(cc-min)/(max-min)；若测绘网格为水域，则令测绘网格的颜值为3；若测绘网格为植被区域，则令测绘网格的颜值为4；若测绘网格为土地区域，则令测绘网格的颜值为2；若测绘网格为建筑物区域，则令测绘网格的颜值为6；若测绘网格为山区，则令测绘网格的颜值为5；若测绘网格为特殊标记区域，则令测绘网格的颜值为1；若测绘网格为不特定区域，则令测绘网格的颜值为7；遍历全部测绘网格，假设当前测绘网格为pp，则创建一条沙盘控制命令，命令字符串格式为：”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，其中字符串#qs为命令起始识别符，变量ha为测绘网格pp的网格坐标中的行坐标，变量li为测绘网格pp的网格坐标中的列坐标，变量ga为测绘网格pp的相对高度值，变量ys为测绘网格pp的颜值，字符串t#为结束识别符；生成i*j条沙盘控制命令后，算法执行完毕。
41.所述二极管灯排控制算法为，若ys为1，则p1.4引脚1102为高电平，p1.5引脚1103、p1.6引脚1104、p1.7引脚1105、p2.0引脚1106、p2.1引脚1107为低电平，发光二极管灯排404亮红灯；若ys为2，则p1.5引脚1103为高电平，p1.4引脚1102、p1.6引脚1104、p1.7引脚1105、p2.0引脚1106、p2.1引脚1107为低电平，发光二极管灯排404亮黄灯；若ys为3，则p1.6引脚1104为高电平，p1.4引脚1102、p1.5引脚1103、p1.7引脚1105、p2.0引脚1106、p2.1引脚1107为低电平，发光二极管灯排404亮蓝灯；若ys为4，则p1.7引脚1105为高电平，p1.4引脚1102、p1.5引脚1103、p1.6引脚1104、p2.0引脚1106、p2.1引脚1107为低电平，发光二极管灯排404亮绿灯；若ys为5，则p2.0引脚1106为高电平，p1.4引脚1102、p1.5引脚1103、p1.6引脚1104、p1.7引脚1105、p2.1引脚1107为低电平，发光二极管灯排404亮紫灯；若ys为6，则p2.1引脚1107为高电平，p1.4引脚1102、p1.5引脚1103、p1.6引脚1104、p1.7引脚1105、p2.0引脚1106为低电平，发光二极管灯排404亮白灯；若ys为7，则p2.1引脚1107、p1.4引脚1102、p1.5引脚1103、p1.6引脚1104、p1.7引脚1105、p2.0引脚1106为低电平，发光二极管灯排404不发光。
42.所述电机控制算法为：第一步，若所述上仓储件箱体底板405处于上仓301的底端时，步进电机正向转动nc圈后，上仓储件箱体底板405处于上仓301的顶端，则执行第二步nc次；第二步，令p1.2引脚907、p1.1引脚906为低电平，令p1.0引脚905、p1.3引脚908为高电平，保持20毫秒；令p1.0引脚905、p1.1引脚906为低电平，令p1.2引脚907、p1.3引脚908为高电平，保持20毫秒；令p1.0引脚905、p1.1引脚906、p1.3引脚908为低电平，令p1.2引脚907为高电平，保持20毫秒；令p1.0引脚905、p1.1引脚906为高电平，令p1.2引脚907、p1.3引脚908为低电平，保持20毫秒；第三步，若nc*ga取整数为pc，执行第四步pc次；第四步，令p1.0引脚905、p1.1引脚906为高电平，令p1.2引脚907、p1.3引脚908为低电平，保持20毫秒；令p1.0引脚905、p1.1引脚906、p1.3引脚908为低电平，令p1.2引脚907为高电平，保持20毫秒；令p1.0
引脚905、p1.1引脚906为低电平，令p1.2引脚907、p1.3引脚908为高电平，保持20毫秒；令p1.2引脚907、p1.1引脚906为低电平，令p1.0引脚905、p1.3引脚908为高电平，保持20毫秒。
43.显而易见，上述实施方式仅仅为本发明的其中一个示范例，任何在本发明所提供结构或原理上的简单改进均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法，其特征在于，包括如下步骤：s101、构建沙盘基础框架；所述沙盘基础框架包括行列个长方体格子，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若所述沙盘基础框架中的某一长方体格子处于第行第列，则标记此长方体格子的沙盘坐标为(，)；所述长方体格子为一个上开口的碳纤维材质的箱体；所述长方体格子的上顶面、下底面均为正方形，边长为k；所述长方体格子由隔板分割为上仓、中仓、下仓；所述上仓高为h，上仓上顶开口；上仓底板中央部署有上仓底板圆孔，直径为r；上仓底板右下侧部署有上仓底板接线圆孔，直径为s；所述中仓高为g，中仓底板右下侧部署有中仓底板接线圆孔，直径为e；所述下仓高为n；下仓右侧板部署有下仓右侧板接线圆孔，直径为w；下仓左侧板部署有下仓左侧板接线圆孔，直径为w；s102、构建上仓储件；所述上仓储件包括发光二极管灯排、钢制螺母、上仓储件箱体；所述上仓储件箱体为透光白pvc材质，钢制螺母固定于上仓储件箱体底板的中央，直径为r；上仓储件接线孔部署于上仓储件箱体底板的右下侧，直径为s；所述发光二极管灯排位于所述上仓储件箱体内；所述上仓储件箱体的上顶面、下底面均为正方形，边长为q，且k-q等于0.2毫米；所述上仓储件箱体的高为h；所述上仓储件箱体放置在所述上仓中；所述发光二极管灯排包括红发光二极管、绿发光二极管、蓝发光二极管、黄发光二极管、白发光二极管、紫发光二极管；所述发光二极管灯排的接线端包括白端、紫端、绿端、蓝端、黄端、红端、公共端；所述上仓储件的线缆通过所述上仓底板接线圆孔及中仓底板接线圆孔引入到所述下仓中；s103、构建中仓储件；所述中仓储件包括底座、螺杆、步进电机；所述步进电机的长为vc，且vc-g-h小于0.5毫米；所述步进电机为四相五线步进电机，接线端包括com1端、a1端、b1端、c1端、d1端；所述螺杆长为hr，且hr大于h；所述螺杆直径为re，且r大于re；所述底座的四个角上有螺丝孔，用于固定所述步进电机；所述螺杆能够与所述上仓储件的钢制螺母相互旋合；所述中仓储件由所述底座固定于所述中仓底板的中央，所述螺杆旋入所述上仓储件的钢制螺母中；所述中仓储件的线缆通过所述中仓底板接线圆孔引入到所述下仓中；s104、构建下仓储件；所述下仓储件包括电池、at89c51单片机、串口max232芯片、uln2003a电机驱动芯片；将所述下仓储件放置在所述下仓中，所述at89c51单片机与所述电池相连；若所述at89c51单片机处于所述沙盘基础框架中的长方体格子gk中，且长方体格子gk的沙盘坐标为(d2,s2)，则标记at89c51单片机的沙盘坐标为(d2,s2)；将所述at89c51单片机的rxd引脚与所述串口max232芯片的r1out引脚相连，将所述at89c51单片机的txd引脚与所述串口max232芯片的t1in引脚相连；将所述uln2003a电机驱动芯片的1b引脚与所述at89c51单片机的p1.0引脚相连，所述uln2003a电机驱动芯片的2b引脚与所述at89c51单片机的p1.1引脚相连；所述uln2003a电机驱动芯片的3b引脚与所述at89c51单片机的p1.2引脚相连；所述uln2003a电机驱动芯片的4b引脚与所述at89c51单片机的p1.3引脚相连；将所述uln2003a电机驱动芯片的1c引脚与所述步进电机的a1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的2c引脚与所述步进电机的b1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的3c引脚与所述步进电机的c1端相连，所述uln2003a电机驱动芯片的4c引脚与所述步进电机的d1端相连，所述步进电机com1端与所述uln2003a电机驱动芯片的com2引脚相连；
将所述发光二极管灯排的公共端与所述at89c51单片机的gnd引脚相连，所述发光二极管灯排的红端与所述at89c51单片机的p1.4引脚相连，所述发光二极管灯排的黄端与所述at89c51单片机的p1.5引脚相连，所述发光二极管灯排的蓝端与所述at89c51单片机的p1.6引脚相连，所述发光二极管灯排的绿端与所述at89c51单片机的p1.7引脚相连，所述发光二极管灯排的紫端与所述at89c51单片机的p2.0引脚相连，所述发光二极管灯排的白端与所述at89c51单片机的p2.1引脚相连；s105、上位机控制沙盘；所述上位机为一台带有uart串口的计算机，将所述上位机串口一的rx1引脚与所述沙盘基础框架中的个串口max232芯片的t1out引脚相连；将所述上位机串口一的tx1引脚与所述沙盘基础框架中的个串口max232芯片的r1in引脚相连；在所述上位机中部署通用串口调试工具，打开串口一，设置波特率为9600，数据位8位，校验位为none，停止位为1；执行沙盘控制命令生成算法，将生成的i*j条沙盘控制命令依次由所述上位机通用串口调试工具发出；个串口max232芯片接收到上位机串口一发来的数据，串口max232芯片再将数据转发到所连接的at89c51单片机；假设此at89c51单片机收到的数据为”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，且此at89c51单片机的沙盘坐标为(hb,lb)；若hb与ha相等，且lb与li相等，则由此at89c51单片机执行电机控制算法，向所连接的uln2003a电机驱动芯片发送信号，驱动所连接的步进电机运动；此at89c51单片机执行二极管灯排控制算法，驱动所连接的发光二极管灯排的亮灭；沙盘控制命令生成算法为：假设水利航测区域长为la、宽为ka；将水利航测区域分割为个长为、宽为的测绘网格；所述水利航测区域包括行列个测绘网格，行的顺序为从上到下，列的顺序为从左至右；若水利航测区域中的某一测绘网格处于第行第列，则标记测绘网格的网格坐标为(，)，其中为行坐标，为列坐标；从测绘网格中任意取一点ua，将ua点的海拔值作为测绘网格的海拔值cc；假定所有测绘网格的海拔值的最大值为max、最小值为min；则测绘网格的相对高度值为(cc-min)/(max-min)；若测绘网格为水域，则令测绘网格的颜值为3；若测绘网格为植被区域，则令测绘网格的颜值为4；若测绘网格为土地区域，则令测绘网格的颜值为2；若测绘网格为建筑物区域，则令测绘网格的颜值为6；若测绘网格为山区，则令测绘网格的颜值为5；若测绘网格为特殊标记区域，则令测绘网格的颜值为1；若测绘网格为不特定区域，则令测绘网格的颜值为7；遍历全部测绘网格，假设当前测绘网格为pp，则创建一条沙盘控制命令，命令字符串格式为：”#qs”+ha+li+ga+ys+”t#”，其中字符串#qs为命令起始识别符，变量ha为测绘网格pp的网格坐标中的行坐标，变量li为测绘网格pp的网格坐标中的列坐标，变量ga为测绘网格pp的相对高度值，变量ys为测绘网格pp的颜值，字符串t#为结束识别符；生成条沙盘控制命令后，算法执行完毕；所述二极管灯排控制算法为，若ys为1，则令所述at89c51单片机的p1.4引脚为高电平，
所述at89c51单片机的p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮红灯；若ys为2，则令所述at89c51单片机的p1.5引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮黄灯；若ys为3，则令所述at89c51单片机的p1.6引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.7引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮蓝灯；若ys为4，则令所述at89c51单片机的p1.7引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p2.0引脚、p2.1引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮绿灯；若ys为5，则令所述at89c51单片机的p2.0引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.1引脚为低电平，发光二极管灯排亮紫灯；若ys为6，则令所述at89c51单片机的p2.1引脚为高电平，所述at89c51单片机的p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚为低电平，所述发光二极管灯排亮白灯；若ys为7，则令所述at89c51单片机的p2.1引脚、p1.4引脚、p1.5引脚、p1.6引脚、p1.7引脚、p2.0引脚为低电平，所述发光二极管灯排不发光；所述电机控制算法为：第一步，若所述上仓储件箱体底板处于上仓的底端时，步进电机正向转动nc圈后，上仓储件箱体底板处于上仓的顶端，则执行第二步nc次；第二步，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚、p1.3引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为高电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为低电平，保持20毫秒；第三步，若nc*ga取整数为pc，执行第四步pc次；第四步，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为高电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为低电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚、p1.3引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒；令所述at89c51单片机的p1.2引脚、p1.1引脚为低电平，令所述at89c51单片机的p1.0引脚、p1.3引脚为高电平，保持20毫秒。

技术总结

本发明公开了一种基于可控沙盘的水利航测数据展现方法，包括如下步骤：S101、构建沙盘基础框架；所述沙盘基础框架包括i行j列个长方体格子；S102、构建上仓储件；所述上仓储件包括发光二极管灯排、钢制螺母等；S103、构建中仓储件；所述中仓储件包括底座、螺杆、步进电机；S104、构建下仓储件；所述下仓储件包括单片机、串口芯片、电机驱动芯片等；S105、上位机控制沙盘；水利航测数据转换为沙盘控制命令后，通过所述上位机串口发送到沙盘控制单元，驱动沙盘展现地貌，实现了基于可控沙盘的水利航测数据展现效果。展现效果。展现效果。

技术研发人员：

姚喜 曾幸钦 叶婷 宁玉辉 孙培高 曾灶烟 李树湖 曾炽强 杨振强

受保护的技术使用者：

广州一诺智能信息工程有限公司

技术研发日：

2022.10.31

技术公布日：

2023/2/23