一種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、勘察設(shè)計和應(yīng)急處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，地質(zhì)災(zāi)區(qū)環(huán)境條件急劇惡化，加之局地強降雨和各類極端氣候頻繁出現(xiàn)，以及人類工程活動(爆破、開挖、堆載、切坡等)影響深度和廣度的不斷加劇，誘發(fā)產(chǎn)生新的地質(zhì)災(zāi)害的可能性和頻率增大，防治工作形勢嚴(yán)峻、任務(wù)艱巨。長期以來地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測、勘察設(shè)計及應(yīng)急領(lǐng)域所用到的基礎(chǔ)影像、DEM數(shù)據(jù)通常是通過傳統(tǒng)測繪方法，經(jīng)過專業(yè)的采集和處理設(shè)備得到。從原始數(shù)據(jù)獲取到預(yù)期產(chǎn)品生成要經(jīng)過大量的軟硬件系統(tǒng)和技術(shù)人員的通力配合，包括數(shù)據(jù)接收裝置、交換設(shè)備、存儲設(shè)備；采集系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)；影像判讀人員、GIS數(shù)據(jù)處理人員、圖像繪制人員等，其中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)又包括專業(yè)繪圖軟件(如PHOTOSHOP)、遙感影像處理軟件(如ERDAS/ENVI)和GIS數(shù)據(jù)處理軟件(如ARCMAP)，如此，使得應(yīng)對突發(fā)緊急的地質(zhì)災(zāi)害情況無法及時作出相應(yīng)的災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，耽誤了最佳救災(zāi)時間，為此，亟需提供能夠一種能夠?qū)o人機影像、DEM數(shù)據(jù)自動采集和處理，并形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化繪制流程的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法及裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，有必要提供一種能夠?qū)o人機影像、DEM數(shù)據(jù)自動采集和處理，并形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化繪制流程的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法及裝置。
[0004]—種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法，所述基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法包括如下步驟:
[0005]S1、通過無人機采集地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場的遙感影像數(shù)據(jù)；
[0006]S2、下載無人機采集的遙感影像數(shù)據(jù)，對遙感影像數(shù)據(jù)進行影像畸變校正處理，并進行數(shù)據(jù)優(yōu)化預(yù)處理；
[0007]S3、利用外業(yè)采集得到的精度符合要求的控制點對遙感影像數(shù)據(jù)進行空三加密，獲取每張遙感影像數(shù)據(jù)的外方位元素，進而得到正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)并進行建立地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)t旲型；
[0008]S4、根據(jù)正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)模型進行預(yù)警分析或災(zāi)情評估，制作應(yīng)急電子預(yù)案進行地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急指揮，指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害救災(zāi)減災(zāi)工作。
[0009]—種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理裝置，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置包括無人機平臺、數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)、建模系統(tǒng)以及應(yīng)用系統(tǒng)；
[0010]所述無人機平臺用于通過無人機采集地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場的遙感影像數(shù)據(jù)；
[0011]所述數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)用于下載無人機采集的遙感影像數(shù)據(jù)，對遙感影像數(shù)據(jù)進行影像畸變校正處理，并進行數(shù)據(jù)優(yōu)化預(yù)處理；
[0012]所述建模系統(tǒng)用于利用外業(yè)采集得到的精度符合要求的控制點對遙感影像數(shù)據(jù)進行空三加密，獲取每張遙感影像數(shù)據(jù)的外方位元素，進而得到正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)并進行建立地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)模型；
[0013]所述應(yīng)用系統(tǒng)用于根據(jù)正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)模型進行預(yù)警分析或災(zāi)情評估，制作應(yīng)急電子預(yù)案進行地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急指揮，指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害救災(zāi)減災(zāi)工作。
[0014]本發(fā)明提供一種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法及裝置，實現(xiàn)了無人機影像、DEM數(shù)據(jù)采集的自動化、流程化；攻克了無人機影像數(shù)據(jù)與DEM數(shù)據(jù)處理的技術(shù)難點，形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化繪制流程，增加了實效性，便于推廣應(yīng)用；且通過本方案裝置獲取的DEM數(shù)據(jù)、正射影像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式、參考坐標(biāo)系、參考高程系等信息與地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求保持一致，無需進行數(shù)據(jù)校正、坐標(biāo)系及高程系轉(zhuǎn)換等操作，從而實現(xiàn)了二者的無縫集成，簡化地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、應(yīng)急過程中的數(shù)據(jù)進入流程，及時高效。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法的流程圖；
[0016]圖2是圖1中步驟S1的子流程圖；
[0017]圖3是圖1中步驟S2的子流程圖；
[0018]圖4為圖1中步驟S2的工作流程示意圖；
[0019]圖5是圖1中步驟S3的子流程圖；
[0020]圖6是圖1中步驟S4的子流程圖；
[0021]圖7是本發(fā)明所述基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖8是圖7中無人機平臺的子結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖9是圖7中數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)的子結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖10是圖7中建模系統(tǒng)的子結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖11是圖7中應(yīng)用系統(tǒng)的子結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法，所述基于無人機的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)采集處理方法包括如下步驟:
[0028]S1、通過無人機采集地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)場的遙感影像數(shù)據(jù)；
[0029]S2、下載無人機采集的遙感影像數(shù)據(jù)，對搭載在低空無人機平臺上的非量測相機拍攝的遙感影像數(shù)據(jù)進行影像高精度畸變校正處理，并對遙感影像數(shù)據(jù)優(yōu)化預(yù)處理；
[0030]S3、利用外業(yè)采集得到的精度符合要求的控制點對遙感影像數(shù)據(jù)進行空三加密，獲取每張遙感影像數(shù)據(jù)的外方位元素，進而得到正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)并進行建立地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)t旲型；
[0031]S4、根據(jù)正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)模型進行預(yù)警分析或災(zāi)情評估，制作應(yīng)急電子預(yù)案進行地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急指揮，指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害救災(zāi)減災(zāi)工作。
[0032]具體的，在災(zāi)情、險情發(fā)生時或發(fā)生后，收集災(zāi)區(qū)已有地質(zhì)地理數(shù)據(jù)，確定無人機的飛行任務(wù)，及時到達災(zāi)害現(xiàn)場遠距離或者近距離的勘查，設(shè)計飛行航線并上傳到無人機控制板，起飛后無人機自動飛行獲取數(shù)據(jù)，并按照規(guī)劃的航線返回地面，用戶下載數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0033]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在無人工干預(yù)或少量人工干預(yù)情況下完成數(shù)據(jù)處理和三維建模，首先對相機畸變進行校正，然后對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，通過區(qū)域網(wǎng)平差解算得到飛行區(qū)域的正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)進行災(zāi)區(qū)實時三維環(huán)境建模。
[0034]在三維虛擬環(huán)境中，在正射影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)模型的支持下，集成地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。通過地質(zhì)災(zāi)害防治業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中的三維解譯、預(yù)警分析、決策支持、應(yīng)急指揮等一系列業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)，進行災(zāi)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害三維遙感解譯，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急調(diào)查；再結(jié)合應(yīng)用系統(tǒng)中地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)中心內(nèi)相應(yīng)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境信息和其他輔助數(shù)據(jù)，進行預(yù)警分析或災(zāi)情評估，制作科學(xué)合理的應(yīng)急電子預(yù)案進行地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急指揮，指導(dǎo)地質(zhì)災(zāi)害救災(zāi)減災(zāi)工作。
[0035]其中，無人機采集的數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)信息、地質(zhì)平面圖、鉆孔數(shù)據(jù)、實測剖面圖、地球物理解釋數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、地形圖、數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)以及地質(zhì)環(huán)境信息和其他輔助數(shù)據(jù)等。
[0036]其中，如圖2所示，步驟S1包括以下分步驟:
[0037]S11、在災(zāi)情、險情發(fā)生時或發(fā)生后，收集災(zāi)區(qū)已有地質(zhì)地理數(shù)據(jù)，確定無人機的飛行任務(wù)；
[0038]S12、根據(jù)對災(zāi)害現(xiàn)場遠距離或者近距離的勘查，設(shè)計飛行航線；
[0039]S13、運行無人機，在無人機飛行中對災(zāi)害現(xiàn)場進行遙感影像數(shù)據(jù)的采集；
[0040]S14、收集無人機采集的遙感影像數(shù)據(jù)，并對遙感影像數(shù)據(jù)進行存儲。
[0041]同時，還能無線傳送無人機和遙感設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，實時顯示飛機姿態(tài)、高程、速度、航向、方位、距離及機上電源的測量，從而對無人機進行實時掌控，根據(jù)各種環(huán)境因素和突發(fā)因素對無人機的航線及飛行狀態(tài)進行及時修改，避免無人機發(fā)生損壞和未能采集足夠的信息數(shù)據(jù)。
[0042]其中，如圖3所示，所述步驟S2包括以下分步驟:
[0043]S21、對全色影像數(shù)據(jù)進行邊緣增強處理和調(diào)色處理，明確區(qū)分全色影像中不同的地物類型及其各自的色彩特征和覆蓋范圍。
[0044]S22、對全色影像數(shù)據(jù)與DRG/DOM/GPS控制點進行控制點選取操作，并對獲取的結(jié)果進行誤差檢驗。如果誤差在要求范圍之內(nèi)，即可建立校正模型；如果誤差超過要求范圍，需重新進行控制點選取操作，直到獲取符合誤差要求的校正模型為止。
[0045]S23、對無人機獲取的多光