CN109931913A - 一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，包括影像汲取单元、位置跟踪单元、姿态伴随模块、数据导向单元、数据接收模块、三维分析模块、数据记录单元、信息导入模块、关键数据分析模块与人机交互界面；所述影像汲取单元、位置跟踪单元与姿态伴随模块均通过数据导向单元将信息传输至三维分析模块，三维分析模块分别与数据记录单元、关键数据分析模块连接，关键数据分析模块连接信息导入模块；本发明利用倾斜摄影技术建立真实准确的地貌地形模型，并根据模型对爆炸覆盖范围进行分析预测，方便工作人员根据爆炸影响区域进行针对性的防护，大大降低了防护成本与防护效率，降低了无谓的防护所消耗的时间，更加安全可靠。

Description

一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法

技术领域

本发明属于测绘技术领域，具体的，涉及一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法。

背景技术

倾斜摄影是摄影测量领域的一种新兴技术，是在摄影测量技术的发展以及人们需求的增加的基础上发展而来，它通过多角度采集影像，能够获取到建筑物的顶部与侧面纹理，能够更加真实的反应地物的实际情况，极大的弥补了传统的竖直摄影只能获取地物顶部信息而无法获得地物侧面信息的不足。

通过配套软件的应用，能够将拍摄影像进行包括高度、长度、面积、角度与坡度等属性的量测，能够大规模快速成图，相较于传统的建模方式大大降低了建模成本与建模周期，因此倾斜摄影技术在各领域也得到了拓展应用。

倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式进行全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程处理生产的数据能够直观的反应地物的外貌、高度与位置信息，在保证了测绘结果的真实性的同时大大缩短了模型建立的时间，相较于传统的人工建模方法大大缩短了数据采集时间与采集成本，从而得到了广泛的推广与应用，由于倾斜摄影技术能够反应地物的长度、宽度、坡度与面积进行准确的测量，在很多轨迹模拟与预测技术领域也得到了应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，通过倾斜摄影三维建模对爆炸点一定范围内，爆炸对整个空间的影响进行分析。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，包括影像汲取单元、位置跟踪单元、姿态伴随模块、数据导向单元、数据接收模块、三维分析模块、数据记录单元、信息导入模块、关键数据分析模块与人机交互界面；

所述影像汲取单元为包括若干个高空摄像头，用于采集三维建模所需的图像信息，所述摄像头对应的位置分别为垂直向下、向前、向后、向左与向右；

所述位置跟踪单元用于采集无人机的位置信息，所述姿态伴随模块用于采集无人机的飞行姿态信息；

所述影像汲取单元、位置跟踪单元与姿态伴随模块均装载在无人机上并通过数据导向单元与数据接收模块将采集的信息传输至三维分析模块，其中数据导向单元安装在无人机平台上，三维分析模块分别与数据记录单元、关键数据分析模块连接，关键数据分析模块连接信息导入模块；

所述关键数据分析模块用于进行关键数据分析，具体的分析方法表现如下：

步骤一：确定爆炸点O位置，以爆炸点为原点建立三维坐标系，设定爆炸点O的坐标为(0，0，0)，再以爆炸点O为球心确定一半径为R的球形的敏感点区域，确定处于敏感点区域俯视面积之内的建筑物位置关系与数量；

步骤二：当敏感点区域内的建筑相互分散远离时地面敏感点分析办法为，在建筑物A上分别取两个点A1与A2，将爆炸点O分别与A1和A2连接，建筑物A完全处于∠A1OA2范围内，当建筑物A部分处于敏感点区域内时,A1、A2、敏感点区域边缘与建筑物A外墙形成的区域A3定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物A完全处于敏感点区域内时，定义∠A1OA2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

步骤三：当敏感点区域内的建筑重叠时地面敏感点分析办法为，在建筑物B与建筑物C上共选取两个点B1与B2，将爆炸点O分别与B1与B2连接，建筑物B完全处于∠B1OB2范围内，建筑物B相较于建筑物C距离爆炸点O更近，此时采用多重分析；

步骤四：当建筑物D完全处于敏感点区域内时，则建筑物D迎向爆炸点O的面完全定义为受影响的危险区域，当建筑物D部分处于敏感点区域内时，描绘出建筑物D与敏感点区域边缘接触的曲线L，则建筑物D上曲线L与L以下的部分设定为受影响的危险区域。

进一步地，所述摄像头的影像地面分辨率为6cm，成图比例为1:2000，正射航向重叠率为70％，旁向重叠率为60％，平面与高度误差为10cm。

进一步地，所述飞行姿态信息为无人机的俯仰角、横滚角与航向角，无人机在飞行时呈弓形路径飞行。

进一步地，所述三维分析模块用于接收图像信息并根据图像信息建立三维模型，三维分析模块将建立好的三维模型信息分别导入至数据记录单元与关键数据分析模块，所述数据记录单元用于存储三维模型信息。

进一步地，所述信息导入模块用于将爆炸点的位置信息与爆炸半径导入所建立的三维模型中，并通过关键数据分析模块对爆炸危害区域进行分析。

进一步地，所述多重分析的具体步骤表现为：

S1、B1与B2均在建筑物B上取，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B4定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物C完全处于∠C1OC2范围内，此时定义C1、C2敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B5为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S2、B1与B2均在建筑物C上取，即建筑物C的中间部分与建筑物B层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，定义B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B6为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，在建筑物B上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物B完全处于∠C1OC2范围内，射线OC1与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C3，射线OC2与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C4，定义C3、C4敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B7为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S3、B1与B2分别在建筑物B与建筑物C上取，即建筑物C与建筑物B相邻部分层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取一点C1，建筑物C完全处于∠C1OB2范围内，此时定义C1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B8为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内而建筑物C完全处于敏感点区域内时，在建筑物B上选取一点C2，建筑物B完全处于∠B1OC2范围内，此时定义B1、C2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B9为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均部分处于敏感点区域内时，区域B8与区域B9均定义为未受爆炸影响的安全区域。

本发明的有益效果:

本发明利用倾斜摄影技术建立真实准确的地貌地形模型，并根据所建立的模型对爆炸覆盖范围进行分析预测，通过分析建筑物在爆炸点周围的多种不同的位置关系来对复杂城市地貌中爆炸影响范围进行准确预测，爆炸影响范围包括底面区域与建筑物外墙，方便工作人员根据爆炸影响区域进行针对性的防护，大大降低了防护成本与防护效率，降低了无谓的防护所消耗的时间，更加安全可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明系统连接示意图；

图2是敏感点区域内的建筑相互分散时建筑与爆炸点的位置关系俯视图；

图3是B1点与B2点均在建筑物B上取时建筑与爆炸点的位置关系俯视图；

图4是B1点与B2点均在建筑物C上取时建筑与爆炸点的位置关系俯视图；

图5是B1与B2分别在建筑物C与建筑物B上取时建筑与爆炸点的位置关系俯视图；

图6是敏感点区域内的建筑与爆炸点位置关系的侧视图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，如图1所示，包括影像汲取单元、位置跟踪单元、姿态伴随模块、数据导向单元、数据接收模块、三维分析模块、数据记录单元、信息导入模块、关键数据分析模块与人机交互界面；

所述影像汲取单元、位置跟踪单元与姿态伴随模块均装载在无人机上并通过数据导向单元与数据接收模块将采集的信息传输至三维分析模块，其中数据导向单元安装在无人机平台上，三维分析模块分别与数据记录单元、关键数据分析模块连接，关键数据分析模块连接信息导入模块。

所述影像汲取单元为包括若干个高空摄像头，用于采集三维建模所需的图像信息，所述摄像头对应的位置分别为垂直向下、向前、向后、向左与向右，所述摄像头的影像地面分辨率为6cm，成图比例为1:2000，正射航向重叠率为70％，旁向重叠率为60％，平面与高度误差为10cm；

所述位置跟踪单元用于采集无人机的位置信息，所述姿态伴随模块用于采集无人机的飞行姿态信息，飞行姿态信息为无人机的俯仰角、横滚角与航向角，通过位置跟踪单元与飞行姿态模块，用户可控制调整无人机进行图像信息的采集，无人机在飞行时呈弓形飞行，能够覆盖全部区域并对同一地区的图像进行重复采集，提高了建模的真实性与准确性；

所述三维分析模块用于接收图像信息并根据图像信息建立三维模型，三维分析模块将建立好的三维模型信息分别导入至数据记录单元与关键数据分析模块，数据记录单元用于存储三维模型信息；

所述信息导入模块用于将爆炸点的位置信息与爆炸半径导入所建立的三维模型中，并通过关键数据分析模块对爆炸危害区域进行分析。

所述关键数据分析模块的分析方法为：

确定爆炸点O位置，以爆炸点为原点建立三维坐标系，设定爆炸点O的坐标为(0，0，0)，再以爆炸点O为球心确定一半径为R的球形的敏感点区域，确定处于敏感点区域俯视面积之内的建筑物位置关系与数量，以下进行分析时，建筑物的俯视面均完全处于敏感点区域的俯视面内：

1、如图2所示，为敏感点区域内的建筑相互分散远离时的地面敏感点分析情况，在建筑物A上分别取两个点A1与A2，将爆炸点O分别与A1和A2连接，建筑物A完全处于∠A1OA2范围内，当建筑物A部分处于敏感点区域内时(即建筑物A竖直高度突破敏感点区域),A1、A2、敏感点区域边缘与建筑物A外墙形成的区域A3定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物A完全处于敏感点区域内时(即建筑物A竖直高度未突破敏感点区域)，爆炸点O爆炸产生的部分飞溅物会越过建筑物A，此时定义定义∠A1OA2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

2、如图3、图4、图5所示，为敏感点区域内的建筑重叠时地面敏感点分析情况，在建筑物B与建筑物C上共选取两个点B1与B2，将爆炸点O分别与B1与B2连接，建筑物B完全处于∠B1OB2范围内，建筑物B相较于建筑物C距离爆炸点O更近，主要包括以下情况：

S1、如图3所示，B1与B2均在建筑物B上取，即建筑物C完全处于建筑物B后方，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B4定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物C完全处于∠C1OC2范围内，此时定义C1、C2敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B5为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S2、如图4所示，B1与B2均在建筑物C上取，即建筑物C的中间部分与建筑物B层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，定义B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B6为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，在建筑物B上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物B完全处于∠C1OC2范围内，射线OC1与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C3，射线OC2与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C4，定义C3、C4敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B7为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S3、如图5所示，B1与B2分别在建筑物B与建筑物C上取，即建筑物C与建筑物B相邻部分层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取一点C1，建筑物C完全处于∠C1OB2范围内，此时定义C1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B8为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内而建筑物C完全处于敏感点区域内时，在建筑物B上选取一点C2，建筑物B完全处于∠B1OC2范围内，此时定义B1、C2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B9为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均部分处于敏感点区域内时，区域B8与区域B9均定义为未受爆炸影响的安全区域。

3、如图6所示，为敏感点区域内的建筑与爆炸点竖直方向上的位置关系，当建筑物D完全处于敏感点区域内时，则建筑物D迎向爆炸点O的面完全定义为受影响的危险区域，当建筑物D部分处于敏感点区域内时，描绘出建筑物D与敏感点区域边缘接触的曲线L，则建筑物D上曲线L与L以下的部分设定为受影响的危险区域。

步骤1与步骤2用于对爆炸产生的飞溅物对地面的影响区域范围进行分析，而步骤3则用于对爆炸产生的飞溅物对建筑物的影响区域进行分析，通过水平与竖直两个方向上的分析能够将敏感点区域内受爆炸影响区域进行详细的分析，有利于针对性的进行防护。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，包括影像汲取单元、位置跟踪单元、姿态伴随模块、数据导向单元、数据接收模块、三维分析模块、数据记录单元、信息导入模块、关键数据分析模块与人机交互界面；

所述影像汲取单元为包括若干个高空摄像头，用于采集三维建模所需的图像信息，所述摄像头对应的位置分别为垂直向下、向前、向后、向左与向右；

所述位置跟踪单元用于采集无人机的位置信息，所述姿态伴随模块用于采集无人机的飞行姿态信息；

所述影像汲取单元、位置跟踪单元与姿态伴随模块均装载在无人机上并通过数据导向单元与数据接收模块将采集的信息传输至三维分析模块，其中数据导向单元安装在无人机平台上，三维分析模块分别与数据记录单元、关键数据分析模块连接，关键数据分析模块连接信息导入模块；

所述关键数据分析模块用于进行关键数据分析，具体的分析方法表现如下：

步骤一：确定爆炸点O位置，以爆炸点为原点建立三维坐标系，设定爆炸点O的坐标为(0，0，0)，再以爆炸点O为球心确定一半径为R的球形的敏感点区域，确定处于敏感点区域俯视面积之内的建筑物位置关系与数量；

步骤二：当敏感点区域内的建筑相互分散远离时地面敏感点分析办法为，在建筑物A上分别取两个点A1与A2，将爆炸点O分别与A1和A2连接，建筑物A完全处于∠A1OA2范围内，当建筑物A部分处于敏感点区域内时,A1、A2、敏感点区域边缘与建筑物A外墙形成的区域A3定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物A完全处于敏感点区域内时，定义∠A1OA2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

步骤三：当敏感点区域内的建筑重叠时地面敏感点分析办法为，在建筑物B与建筑物C上共选取两个点B1与B2，将爆炸点O分别与B1与B2连接，建筑物B完全处于∠B1OB2范围内，建筑物B相较于建筑物C距离爆炸点O更近，此时采用多重分析；

步骤四：当建筑物D完全处于敏感点区域内时，则建筑物D迎向爆炸点O的面完全定义为受影响的危险区域，当建筑物D部分处于敏感点区域内时，描绘出建筑物D与敏感点区域边缘接触的曲线L，则建筑物D上曲线L与L以下的部分设定为受影响的危险区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，所述摄像头的影像地面分辨率为6cm，成图比例为1:2000，正射航向重叠率为70％，旁向重叠率为60％，平面与高度误差为10cm。

3.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，所述飞行姿态信息为无人机的俯仰角、横滚角与航向角，无人机在飞行时呈弓形路径飞行。

4.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，所述三维分析模块用于接收图像信息并根据图像信息建立三维模型，三维分析模块将建立好的三维模型信息分别导入至数据记录单元与关键数据分析模块，所述数据记录单元用于存储三维模型信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，所述信息导入模块用于将爆炸点的位置信息与爆炸半径导入所建立的三维模型中，并通过关键数据分析模块对爆炸危害区域进行分析。

6.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影的敏感点影响程度解析方法，其特征在于，所述多重分析的具体步骤表现为：

S1、B1与B2均在建筑物B上取，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B4定义为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物C完全处于∠C1OC2范围内，此时定义C1、C2敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B5为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S2、B1与B2均在建筑物C上取，即建筑物C的中间部分与建筑物B层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，定义B1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B6为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内时，无论建筑物C是否完全处于敏感点区域内，在建筑物B上选取两个点C1与C2，将爆炸点O分别与C1与C2连接，建筑物B完全处于∠C1OC2范围内，射线OC1与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C3，射线OC2与建筑物C外墙远离爆炸点O的交点为C4，定义C3、C4敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B7为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域；

S3、B1与B2分别在建筑物B与建筑物C上取，即建筑物C与建筑物B相邻部分层叠，当建筑物B完全处于敏感点区域内而建筑物C部分处于敏感点区域内时，在建筑物C上选取一点C1，建筑物C完全处于∠C1OB2范围内，此时定义C1、B2、敏感点区域边缘与建筑物C外墙形成的区域B8为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均完全处于敏感点区域内时，定义∠B1OB2与敏感点区域边缘所成区域均为受影响的危险区域，当建筑物B部分处于敏感点区域内而建筑物C完全处于敏感点区域内时，在建筑物B上选取一点C2，建筑物B完全处于∠B1OC2范围内，此时定义B1、C2、敏感点区域边缘与建筑物B外墙形成的区域B9为未受爆炸影响的安全区域，当建筑物B与建筑物C均部分处于敏感点区域内时，区域B8与区域B9均定义为未受爆炸影响的安全区域。