CN112464008A - 直升机临时起降点选择方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直升机临时起降点选择方法及装置，该方法包括：确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。本发明无需人工实地踏勘落实选点，成本较低，效率较高，且可以保证选点的安全、可靠。

Description

直升机临时起降点选择方法及装置
技术领域
本发明涉及油气勘探辅助作业技术领域，尤其涉及一种直升机临时起降点选择方法及装置。
背景技术
目前，地震勘探基本上都在高难山地区，如塔里木秋里塔格地区、准噶尔南缘下组合、四川盆地高海拔地区等，而直升机以其具有灵活高效作业、快速安全保障等特点辅助地震勘探作业效果显著。但是，在地形复杂的山区或野外，直升机的起降点选择十分困难。
现有技术在选择直升机的起降点时，一般是组织人工踏勘选点修建；或结合卫星影像数据、数字高程模型、地形图等室内初步选点，再组织人工实地踏勘落实选点；或利用直升机空中漫游实地踏勘落实选点。但是，这些方法成本较高、效率较低、且无法保证选点的安全、可靠。
发明内容
本发明实施例提供一种直升机临时起降点选择方法，无需人工实地踏勘落实选点，成本较低，效率较高，且可以保证选点的安全、可靠，该方法包括：
确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；
根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标
本发明实施例还提供一种直升机临时起降点选择装置，无需人工实地踏勘落实选点，成本较低，效率较高，且可以保证选点的安全、可靠，该装置包括：
参数要求确定模块，用于确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；
起降点选点图层建立模块，用于根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；
起降点选择模块，用于利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
本发明实施例中，通过确定直升机起降场地的参数要求，根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，再利用起降点选点图层，按照预设约束条件，即可获取直升机的起降点坐标，无需人工实地踏勘落实选点，成本较低，效率较高，且可以保证选点的安全、可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中直升机临时起降点选择方法的流程图；
图2为本发明实施例中直升机临时起降点选择装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中直升机临时起降点选择方法的具体示例流程图；
图4为本发明实施例中直升机临时起降点场地技术要求图；
图5为本发明实施例中0°和45°方位角的坡度和起伏度分级图层示意图；
图6为本发明实施例中地形因子图层的具体示例图；
图7为本发明实施例中地面障碍规避图层的具体示例图；
图8为本发明实施例中起降点选点图层的具体示例图；
图9为本发明实施例中直升机临时起降点初步选点位置示例图；
图10为本发明实施例中直升机临时起降点选点成果分布图；
图11为本发明实施例中直升机临时起降点位置三维地形模型示例图；
图12为本发明实施例中DEM模型数据结构的具体示例图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例提供的一种直升机临时起降点选择方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101、确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求。
在实施例中，可以根据工区地质、地形地貌条件、所用直升机型号、性能及其他安全、技术要求，结合专家、飞行员、直升机公司地勤人员意见，制定直升机临时起降点场地技术要求。直升机临时起降点场地技术要求图可参见图4。
其中，场地平整度要求可以为：0°方位角坡度≤5度，45°方位角坡度≤5度，起伏度≤0.5m。需要说明的是，同一单位面积或区域地表，以不同的方向可推算得到不同的方向坡度值。为更准确表达地表坡度，往往取两个或多个方向坡度值的平均值或加权值。本申请强制要求0度和45度方向坡度都小于5度，顾对起降点场地平整度要求更严格。
场地最小面积要求可以为：圆型场地，直径大于等于2C。方形场地：面积等于2C×2C。其中，C为直升机起落架外距。
地面障碍规避安全距离要求可以为：理论值≥3D。其中，D为直升机全机身长度。为确保安全，普通建筑或独立地物(高度为1m-10m)，扩大规避安全距离大于或等于50m；建筑或独立地物(高度大于10m)，扩大规避安全距离大于或等于80m。
步骤102、根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层。
在实施例中，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，包括：
建立用于去除影响直升机顺利起降的地形因子图层，地形因子图层的具体示例图可参见图6。
建立用于去除影响直升机起降安全的地面障碍规避图层，地面障碍规避图层的具体示例图可参见图7。
根据地形因子图层和地面障碍规避图层，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，起降点选点图层的具体示例图可参见图8。
其中，建立用于去除影响直升机顺利起降的地形因子图层，包括：
基于高精度数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM)，利用预设数学模型，计算预设方位角地形的坡度和起伏度；
对预设方位角地形的坡度和起伏度进行叠加处理，形成地形因子图层。
DEM模型数据结构的具体示例图可参见图12，在图12中，dx指的是：x方向分辨率(或采样间隔)；dy指的是：y方向分辨率(或采样间隔)。Z1～Z9指的是：采样点高程；α指的是：方位角
坡度计算数学模型：
坡度
Figure BDA0002755439160000041
当α＝0°或45°时，即为0度和45度方位坡度。
起伏度计算数学模型：
起伏度
Figure BDA0002755439160000042
其中，
Figure BDA0002755439160000043
为了提高地形因子图层的精确度，可以将计算预设方位角地形的坡度所采用的高程点取值间隔设置为高精度数字高程模型采样间隔的2倍；将计算预设方位角地形的起伏度所采用的高程点取值间隔设置为高精度数字高程模型采样间隔的3倍。
进一步地，为了提高作业效果，可以将预设方位角设置为0°和45°。此时，对预设方位角地形的坡度和起伏度进行叠加处理，形成地形因子图层，包括：
将0°和45°方位角地形的坡度进行叠加处理，形成方位角地形坡度图层；
将方位角地形坡度图层和起伏度图层按预设约束条件(可以为场地平整度指标)进行叠加处理，形成地形因子图层。0°和45°方位角的坡度和起伏度分级图层示意图可参见图5。
为了进一步保证地形因子图层的作业效果，可以提取同时满足0°方位和45°方位坡度≤5°，起伏度≤0.5m的地形，建立地形因子图层。
建立用于去除影响直升机起降安全的地面障碍规避图层，包括：
获取待检测场地的地理信息数据，形成地面图层。其中，根据地理信息数据行程的地面图层可以为低空航拍或遥感正射影像图(Digital Orthophoto Map简称DOM)。
将地面图层中的地面障碍信息进行矢量化处理。其中，地面障碍信息可以为高大独立地物、高压线、发射塔、微波站、河流、地面建筑等。矢量化处理流程如下：
资料的准备(高精度航拍影像、地质图、交通图等图件或其他栅格数据影像等)；
利用ARCGIS、MAPGIS等GIS软件对纸质图件的扫描、图像矫正、坐标定位等，栅格图像的预处理、坐标系统转换等；
利用GIS软件矢量化功能模块或其他矢量化软件，全自动或结合人工干预，准确识别、提取障碍物的位置、轮廓边界及赋予相关属性值，然后分类分层输出地物矢量化结果。
根据矢量化处理结果，按照预设约束条件作缓冲区分析(可以为障碍规避安全距离)标记危险区，以形成地面障碍规避图层。
进一步地，根据地形因子图层和地面障碍规避图层，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，包括：
对所述地形因子图层和所述地面障碍规避图层进行叠加去重处理，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层。
具体实施时，对所述地形因子图层和所述地面障碍规避图层进行叠加去重处理，叠加两个或多个图层，删除相交部分的公共区域图层信息，即除去影响直升机起降、危险部分，获取起降点选点图层。
步骤103、利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。
在实施例中，获取直升机的起降点坐标包括：初步选点和优化选点。
其中，初步选点指的是：利用起降点选点图层，按一定约束条件(起降点场地最小面积要求)，选出起降点位置，并输出起降点初步选点坐标。直升机临时起降点初步选点位置示例图可参见图9。
优化选点指的是：将地震勘探物理点(激发点、接收点)与起降点初步选点坐标叠加，按照支撑辐射范围广、分布相对均匀的原则，优化选择起降点位置并输出其位置坐标成果。直升机临时起降点选点成果分布图可参见图10。直升机临时起降点选择方法的具体示例流程图可参见图3。
本发明实施例提供的直升机临时起降点选择方法，通过确定直升机起降场地的参数要求，根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，再利用起降点选点图层，按照预设约束条件，即可获取直升机的起降点坐标，无需人工实地踏勘落实选点，成本较低，效率较高，且可以保证选点的安全、可靠。
为了保证获取到的直升机的起降点坐标安全、可靠，利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标之后，所述方法还包括：
对获取直升机的起降点坐标进行验证。
具体实施时，将优化后的起降点位置坐标加载到工区三维地形模型进行立体演示、分析、确认后，输出最后的直升机临时起降点选点坐标。如图11所示，图11为直升机临时起降点位置三维地形模型示例图，在图11中，起降点条件：场地内圈5.8m×4.23m，尺寸基本满足；0°方位坡度2°，45°方位坡度3°；起伏度0.3m,属安全区域；外圈400m2场地开阔，坡度14°；起伏度0.8m，比较平缓。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种直升机临时起降点选择装置，如下面的实施例所述。由于直升机临时起降点选择装置解决问题的原理与直升机临时起降点选择方法相似，因此，直升机临时起降点选择装置的实施可以参见直升机临时起降点选择方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2为本发明实施例提供的一种直升机临时起降点选择装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：
参数要求确定模块201，用于确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；
起降点选点图层建立模块202，用于根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；
起降点选择模块203，用于利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。
为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器、处理器、通信接口以及通信总线，在存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例方法中的步骤。
处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及单元，如本发明上述方法实施例中对应的程序单元。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及作品数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个单元存储在所述存储器中，当被所述处理器执行时，执行上述实施例中的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
综上所述，本发明的有益技术效果在于：
一、探索和弥补了国家、行业没有临时起降点场地技术要求、选点方法、技术流程。
二、实现了高难山地直升机临时起降点优化选择，提高了直升机起降点位置的可靠性、安全性、布局的合理性、选点的成功率、作业的高效性和经济性。本发明技术对其他如农林、开采、矿业、路桥、输配电、管道建设等需直升机支撑野外施工作业也极具参考价值。
三、直升机临时起降点选点的效果取决于数字高程模型和正射影像的分辨率、平面、高程精度和影像资料的现势性(为保证优化选点的准确性，建议数字高程模型格网采样间隔不低于2米)。即本发明对于复杂高难山地直升机临时起降点位置选择，可实现安全可靠、高效降本、足不出户的室内选点工作。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直升机临时起降点选择方法，其特征在于，包括：
确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；
根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；
利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，包括：
建立用于去除影响直升机顺利起降的地形因子图层；
建立用于去除影响直升机起降安全的地面障碍规避图层；
根据地形因子图层和地面障碍规避图层，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立用于去除影响直升机顺利起降的地形因子图层，包括：
基于高精度数字高程模型，利用预设数学模型，计算预设方位角地形的坡度和起伏度；
对预设方位角地形的坡度和起伏度进行叠加处理，形成地形因子图层。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设方位角为0°和45°；
对预设方位角地形的坡度和起伏度进行叠加处理，形成地形因子图层，包括：
提取0°和45°方位角地形的坡度图层并进行叠加处理，形成方位角坡度地形图层；
提取起伏度图层并和方位角坡度地形图层进行叠加处理，形成地形因子图层。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立用于去除影响直升机起降安全的地面障碍规避图层，包括：
获取待检测场地的地理信息数据，形成地面图层；
将地面图层中的地面障碍信息进行矢量化处理；
根据矢量化处理结果，按照预设约束条件标记危险区，以形成地面障碍规避图层。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据地形因子图层和地面障碍规避图层，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层，包括：
对所述地形因子图层和所述地面障碍规避图层进行叠加去重处理，获取用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标之后，所述方法还包括：
对获取直升机的起降点坐标进行验证。
8.一种直升机临时起降点选择装置，其特征在于，包括：
参数要求确定模块，用于确定直升机起降场地的参数要求，所述参数要求包括：场地平整度要求、场地最小面积要求、地面障碍规避安全距离要求；
起降点选点图层建立模块，用于根据直升机起降场地的参数要求，建立用于展示直升机安全起降点的起降点选点图层；
起降点选择模块，用于利用起降点选点图层，按照预设约束条件，获取直升机的起降点坐标。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。
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KROH, P,: "Identification of landing sites for rescue helicopters in mountains with use of Geographic Information Systems", 《J. MT. SCI.》, vol. 17, no. 2, 29 February 2020 (2020-02-29), pages 1 - 2, XP037051165, DOI: 10.1007/s11629-019-5805-0 *
KROH, P,: "Identification of landing sites for rescue helicopters in mountains with use of Geographic Information Systems", 《J. MT. SCI.》, vol. 17, no. 2, pages 1 - 6 *
邹同元: "《星地一体化遥感数据处理技术》", 机械工业出版社, pages: 241 *

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