CN111489086A - 铁路外部环境风险源建档方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路外部环境风险源建档方法，包括以下步骤：环境建档基础资料收集与处理、环境建档区域航空摄影、进行外业控制测量与内业数据处理、基于立体方式采集环境档案矢量成果、通过GIS空间分析提取环境档案基本表，利用移动巡检系统完善环境档案、制作环境建档成果集。采用上述技术方案，本发明的铁路外部环境风险源建档方法，结合非接触地面的航空遥感技术以及GIS空间分析的特性，实现非接触或少接触式的路外环境建档工作，与现有作业相比提高了环境建档的效率与精度，减少了人工作业工作量，降低了漏检率。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路外部环境风险源建档方法，尤其涉及一种采用航空摄影测量方式进行铁路外部环境建档的新技术，属于铁路外部环境监测技术领域。
背景技术
铁路的安全运营是铁路运行维护的一项重要工作，因周边存在大量人类活动产生了威胁铁路正常运营隐患的风险源，铁路运营部门需要对铁路沿线环境风险源进行建档编码，并定期通过对隐患进行排查监测和治理，确保铁路运营不受外部环境风险源影响。当前，铁路外部环境整治已经成为国家铁路集团常态化工作任务。
目前，我国进行铁路外部环境建档工作没有标准化的作业方法，主要采用人工现场调查方法完成。该方法为一线作业人员定期现场巡检，对发现的风险源进行目视判断、测量估算、以及入户调查方式获取属性，然后通过内业整理得到环境建档表。该方法存在明显的不足：(1)人工巡检视线范围有限，容易发生漏检现象；(2)现场量测不便，人工估测的几何类属性精度不高；(3)信息化程度低，监测、分析、制表更新需要大量的人力和设备。
发明内容
针对现有路外部环境建档方面存在的问题，本发明推出一种新的基于遥感方式的铁路外部环境建档新方法，其目的在于，采用航空摄影测量这种非接触式测量方式对铁路沿线外部环境进行高分辨率影像数据获取，再通过后续数据处理得到路外环境档案基本表，在移动巡检辅助作业下完善环境档案属性，获取完整的环境建档成果。
为了实现上述目的，本发明的一种铁路外部环境风险源建档方法，包括以下步骤：
环境建档基础资料收集，包括收集环境建档区域铁路基础地理矢量类数据和铁路运营业务类数据；
通过航空摄影采集环境建档区域的航拍影像，结合外业控制测量与内业数据处理制作正射影像图，并建立环境建档区域的立体模型；
在立体模型下完成风险源的采集，确定风险源的类别、图层编码、采集内容、表现方式，采集成果以矢量数据方式保存；
将采集成果的矢量数据与环境建档基础资料基于同一坐标系统整合到GIS软件系统中，梳理确定环境档案表属性项，并建立“地理位置—里程—属性”项之间的数学关系模型，然后通过空间分析提取环境档案部分属性，制作得到环境档案基本表。
所述铁路外部环境风险源建档方法，还包括：通过整合采集成果的矢量数据与环境建档基础资料形成基于GIS的移动巡检填报系统，通过一线作业人员基于移动巡检填报系统完善环境档案属性缺失项的填报更新。
所述铁路外部环境风险源建档方法，还包括：制作环境建档成果集，所述环境建档成果集至少包括全线影像产品、环境档案表或建档成果展示图。
所述全线影像产品的制作包括以下步骤：利用正射影像图数据进行作业区域的剪裁、分幅作业，形成带状的全线Geotiff影像产品；所述环境档案表的制作包括以下步骤：整理环境档案基本表为表格形式的环境档案表；所述建档成果展示图的制作包括以下步骤：利用全线Geotiff影像产品叠加环境建档基础资料以及采集成果的矢量数据，并进行折图处理，后附带环境档案表后形成建档成果展示图产品。
所述铁路基础地理矢量类数据包括铁路线位、百米标或千米标、安全保护区红线、用地红线、100m缓冲区范围线、行政区域界线。
所述铁路运营业务类数据包括环境建档区域内所涉及的内部工区、车间、站段的里程划分及对应的路外环境排查与管理人员信息。
所述采集环境建档区域的航拍影像包括以下步骤：根据作业区间及航空空域申请范围确定具体航飞作业范围，航飞作业范围为线路左右侧100m，站场区域沿两则边缘外扩100m。
航飞作业中的飞行器为有人机型，包括固定翼飞行器、直升机或三角翼飞行器；航拍影像为分辨率优于0.1m的RGB影像。
所述正射影像图分辨率优于0.1m，影像平面精度优于0.3m。
所述外业控制测量与内业数据处理包括以下步骤：根据航飞规划成果进行影像控制点布设；利用测量仪器采用快速静态方式获取影像控制点坐标；结合航拍数据和影像控制点坐标，完成数据预处理工作，包括POS解算、影像处理、空三加密、正射影像图制作工作。
采用上述技术方案，本发明的铁路外部环境风险源建档方法，结合非接触地面的航空遥感技术以及GIS空间分析的特性，实现非接触或少接触式的路外环境建档工作，与现有作业相比提高了环境建档的效率与精度，减少了人工作业工作量，降低了漏检率。
附图说明
图1为本发明的铁路外部环境风险源建档方法的流程示意图。
图2为建档采集范围划分示意图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的铁路外部环境风险源建档方法，包括以下步骤：
S1、环境建档基础资料收集与处理。
根据建档区域收集铁路基础地理矢量类数据和铁路运营业务类数据，其中铁路基础地理矢量类数据包括铁路线位、百(千)米标、安全保护区红线、用地红线、100m缓冲区范围线、行政区域界线等；铁路运营业务类数据包括区间内所涉及的内部工区、车间、站段的里程划分，及对应的路外环境排查与管理人员信息等。将前者统一为shp格式，后者统一为表格形式，作为后续GIS空间分析进行建档属性提取的基础数据。
S2、环境建档区域航空摄影。
根据作业区间及航空空域申请范围确定具体航飞作业范围，航飞作业范围以线位和缓冲区表现，作业范围为线路左右侧100m，站场区域沿两则边缘外扩100m，一般格式为kml或dwg；依据作业范围进行作业区间的航飞规划，规划时要求获取的影像为分辨率优于0.1m的RGB影像，影像重叠度航向大于60％，旁向大于35％；航空摄影现场依据航带规划成果进行航飞架次划分，并联系机场协调，地面基站事宜后按照航带规划成果进行分架次航飞作业，飞行器为有人机型，固定翼、直升机、三角翼类型均可；数据检查合格后即可完成航空摄影工作。
S3、进行外业控制测量与内业数据处理。
根据航飞规划成果进行影像控制点布设；根据影像控制点布设成果，并结合控制网资料，利用测量仪器采用快速静态方式获取影像控制点坐标，平面精度优于0.2m，高度精度优于0.3m，并提供清晰的点之记成果，用于辅助内业处理空三加密作业。结合航空摄影数据和控制测量成果，利用内业处理软件完成数据预处理工作，包括POS解算、影像处理、空三加密、分辨率优于0.1m的正射影像图制作工作。
S4、基于立体方式采集环境档案矢量成果。
利用影像和数据处理成果恢复立体模型，在立体下完成风险源的采集。根据铁路外部环境不同类型风险源的安全程度定制其采集的范围，划分并制作A、B、C三个缓冲区域采集范围，如图2所示，其中，A区域代表铁路1两侧用地红线内；B区域代表铁路两侧用地红线2至铁路安保区线3范围内；C区域代表铁路安保区线3到安保区外100m线4范围内。
例如，风险源的类别分7大类、15小类、设置二级图层编码、采集内容为风险源的地理位置、面积、高度等信息、表现方式分为点线面三种，规定如下：
表1：风险源采集规定表
采集成果以矢量方式保存。
S5、通过GIS空间分析提取环境档案基本表。
制定环境档案表属性项，建档属性项包括共34项(属性项可根据具体项目需求进行增删)，其中A类属性(例如包括所属工务段、车间、起终里程、行政区划、隐患规模、隐患规模等27个)，B类属性(例如包括隐患级别、产权属性、整治措施及记录等7个)。对立体采集的档案矢量和S1步骤基础资料处理成果基于同一坐标系统整合到GIS软件系统中进行GIS空间分析。
通过线位等铁路基础地理矢量类数据建立数学关系模型(如式①)：
F([x,y]地理位置)＝L里程 (式①)
通过工区、行政区划等铁路运营业务类数据建立数学关系模型(如式②)：
G(L里程)＝A属性 (式②)
从而建立“地理位置—里程—属性”项之间的数学关系模型(如式③)：
G(F([x,y]地理位置))＝A属性 (式③)
然后依据采集的环境档案矢量成果，根据每个风险源的地理位置[x,y]地理位置得到其环境档案A类属性的属性值A属性，得到环境档案基本表。
S6、利用移动巡检系统完善环境档案。
对于环境档案基本表的34个属性，由内业GIS空间分析和外业现场调查两种方式获取，其中27个属性可由S5步骤获取，7个属性由外业移动巡检调查。通过整合立体采集的档案矢量和S1步骤基础资料处理成果形成基于GIS的巡检填报系统，一线作业人员基于移动巡检填报完善环境档案属性缺失项的填报更新。
S7、制作环境建档成果集。
包括全线影像产品、环境档案表、建档成果展示图等。利用S3处理得到的DOM数据进行作业区域的剪裁、分幅作业，形成带状的全线Geotiff影像产品；整理S6步骤成果为表格形式的环境档案表；利用全线Geotiff影像产品叠加S1基础地理以及采集档案等矢量成果，包括线位、里程、安保区线、100m缓冲区线，档案矢量及档案编号等，并进行折图处理，后附带环境档案表后形成建档成果展示图产品。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，包括以下步骤：
环境建档基础资料收集，包括收集环境建档区域铁路基础地理矢量类数据和铁路运营业务类数据；
通过航空摄影采集环境建档区域的航拍影像，结合外业控制测量与内业数据处理制作正射影像图，并建立环境建档区域的立体模型；
在立体模型下完成风险源的采集，确定风险源的类别、图层编码、采集内容、表现方式，采集成果以矢量数据方式保存；
将采集成果的矢量数据与环境建档基础资料基于同一坐标系统整合到GIS软件系统中，梳理确定环境档案表属性项，并建立“地理位置—里程—属性”项之间的数学关系模型，然后通过空间分析提取环境档案部分属性，制作得到环境档案基本表。
2.如权利要求1所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，还包括以下步骤：通过整合采集成果的矢量数据与环境建档基础资料形成基于GIS的移动巡检填报系统，通过一线作业人员基于移动巡检填报系统完善环境档案属性缺失项的填报更新。
3.如权利要求1所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，还包括以下步骤：制作环境建档成果集，所述环境建档成果集至少包括全线影像产品、环境档案表或建档成果展示图。
4.如权利要求3所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，所述全线影像产品的制作包括以下步骤：利用正射影像图数据进行作业区域的剪裁、分幅作业，形成带状的全线Geotiff影像产品；所述环境档案表的制作包括以下步骤：整理环境档案基本表为表格形式的环境档案表；所述建档成果展示图的制作包括以下步骤：利用全线Geotiff影像产品叠加环境建档基础资料以及采集成果的矢量数据，并进行折图处理，后附带环境档案表后形成建档成果展示图产品。
5.如权利要求1-4任一项所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于：所述铁路基础地理矢量类数据包括铁路线位、百米标或千米标、安全保护区红线、用地红线、100m缓冲区范围线、行政区域界线。
6.如权利要求1-4任一项所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于：所述铁路运营业务类数据包括环境建档区域内所涉及的内部工区、车间、站段的里程划分及对应的路外环境排查与管理人员信息。
7.如权利要求1-4任一项所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，所述采集环境建档区域的航拍影像包括以下步骤：根据作业区间及航空空域申请范围确定具体航飞作业范围，航飞作业范围为线路左右侧100m，站场区域沿两则边缘外扩100m。
8.如权利要求7所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于：航飞作业中的飞行器为有人机型，包括固定翼飞行器、直升机或三角翼飞行器；航拍影像为分辨率优于0.1m的RGB影像。
9.如权利要求1-4任一项所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于：所述正射影像图分辨率优于0.1m，影像平面精度优于0.3m。
10.如权利要求1-4任一项所述的铁路外部环境风险源建档方法，其特征在于，所述外业控制测量与内业数据处理包括以下步骤：根据航飞规划成果进行影像控制点布设；利用测量仪器采用快速静态方式获取影像控制点坐标；结合航拍数据和影像控制点坐标，完成数据预处理工作，包括POS解算、影像处理、空三加密、正射影像图制作工作。
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