CN113724358A - 基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式提供一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法，包括利用无人机获取危化品事故现场的多张遥感影像，所述方法还包括：对多张所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。本发明利用无人机拍摄危化品事故现场，并且对无人机拍摄的图像利用Pix4Dmapper进行处理后获得事故现场记录图，减少了人工现场的操作，节省时间，减少了人工现场操作的危险。
Description
技术领域
本发明涉及制图领域，具体地涉及一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法及一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图系统。
背景技术
我国是世界上第一大危化品生产国，各类危化品事故居高不下。因危化品特殊的理化性质和火灾爆炸特性，事故发生后，事故现场往往残留大量有毒有害物质，对进入现场人员有身体危害，导致事故现场绘图、勘验难度大，分析排查事故原因难。危化品事故发生后，及时进行事故现场勘查，绘制事故现场示意图，分析事故发生的原因，对今后防范和降低事故发生概率具有重要的意义。在事故现场存在大量客观的数据，是整个事故原因分析的真实表现，可进行事故勘查，查清事故原因，明确事故教训和防范措施，为同类事故起到警示作用。
危化品事故现场勘查应尽可能减少勘查时间，避免长时间对事故现场进行封闭，影响企业正常生产活动。传统的事故勘查方法是事故调查人员带着相机、手工皮尺及测距仪等装备进入现场，经过长时间的事故现场信息采集后，逐步手工绘制现场草图及现场比例图，事故现场复员后，不能对现场再次查看，给事故调查及事故防范措施分析造成很大麻烦，存在测量信息不全、测量精度低、勘查时间较长，需大量的人力及物力，还易造成事故现场长时间封闭。
发明内容
本发明实施方式的目的是提出一种基于无人机拍摄的高分辨率影像，结合专业图形绘制软件高效绘制危化品事故现场图的方法，在事故现场勘查时间、信息采集精度及详实度等方面都可以极大的满足事故调查需求，为事故现场勘查、取证领域开辟了新思路。
为了实现上述目的，在本发明第一方面，提供一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法，包括利用无人机获取危化品事故现场的多张遥感影像，所述方法还包括：
S1)对多张所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；
S2)利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；
S3)利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。
可选的，所述对所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
S11)获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
S12)根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
S13)对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；
S14)获取所述危化品事故现场的数字表面模型；
S15)根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
可选的，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
可选的，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：
利用Pix 4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
可选的，所述利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
可选的，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
可选的，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。
在本发明第二方面，还提供一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图系统，所述系统包括：
影像图获取装置，用于对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；
记录图绘制装置，用于利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；
现场比例图绘制装置，用于利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。
可选的，所述对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；
获取所述危化品事故现场的数字表面模型；
根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
可选的，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
可选的，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：利用Pix 4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
可选的，所述利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
可选的，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
可选的，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：
在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。
在本发明第三方面，还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被控制器执行时能够使得所述控制器执行上述的制图方法。
本发明上述技术方案通过无人机拍摄软件拍摄危化品事故现场的图像，获取危化品事故现场GPS信息，通过无人机摄影技术结合专业绘图软件，快速、精确、全面获取危化品事故现场的事故信息，缩短事故勘查时间，为危化品事故调查提供有力支持。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明实施方式的基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法的流程图；
图2是本发明实施方式的的获取所述危化品事故现场的数字正射影像图的流程图；
图3是本发明实施方式的基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
实施例一：
图1是本发明实施方式的基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法的流程图。如图1所示，在本发明第一方面，提供一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法，包括利用无人机获取危化品事故现场的多张遥感影像，所述方法还包括：
S1)对多张所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；所述数字正射影像图(Digital OrthophotoMap,DOM)是以航摄像片或遥感影像(单色/彩色)为基础，经扫描处理并经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，按地形图范围裁剪成的影像数据，并将地形要素的信息以符号、线画、注记、公里格网、图廓(内/外)整饰等形式填加到该影像平面上，形成以栅格数据形式存储的影像数据库。它具有地形图的几何精度和影像特征。本步骤首先是获取多张遥感影像，之后对多张遥感影像处理后得到数字正射影像图。遥感(remote sensing)是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物。由于危化品事故现场多数是由危化品的泄漏，不适合人工进入现场，因此，采取利用无人机获取危化品事故现场的多张遥感影像。
S2)利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；事故现场记录图是指在进行危化品事故现场勘查时，重点描述事故现场周围的环境状况，对事故现场环境、车辆形态，有关车辆、人员、物体、痕迹的位置及相互关系的图形标记。现场记录图重点描述危化品运输事故现场的环境，包括肇事车辆及相关车辆人员，现场有关物品等的位置。事故现场记录图绘制是在ArcGIS软件中目视解译完成。首先，将处理后的运输事故现场正射影像图导入ArcGIS软件；其次，建立MDB数据库，在数据库下新建危化品运输事故现场各类信息的要素类。
S3)利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。现场比例图能更加具体、准确地表现出事故现场，整齐细致地依照规范的图形表示符号按一定比例绘制运输事故现场平面图。
可选的，如图2所示，所述利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
S11)获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
S12)根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
S13)对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；所述外方位元素即是：在恢复内方位元素(即恢复了摄影光束)的基础上，确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，称为外方位元素。空中三角解算是基于空中三角测量的。空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法。其主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点。
S14)获取所述危化品事故现场的数字表面模型；所述数字表面模型(DSM)是测绘学上的专业术语，指物体表面形态以数字表达的集合。
S15)根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
可选的，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
可选的，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：
利用Pix 4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
可选的，所述记录图绘制装置用于利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
可选的，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
可选的，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；在危化品运输事故现场比例图的绘制中，现场定位是关键的一步。现场定位包括现场的方位、道路走向及各个目标对象的几何空间位置。现场定位可通过方向的确定、基准点和基准线的选取、建立坐标系等方式来实现。运输事故现场方向定位中最主要的是确定道路边线的走向。在图上标明正北方向，确定道路线段与正北方向的角度，就完成了道路的定向。同时，在事故现场选取几个特殊地物作为基准点来确定车辆、人员与基准点的相对位置。基准点应就近选择，方便量算距离并标注，取长久有效、结实牢靠的点位，比如道路里程碑、路边电线杆、路灯、交通指示杆等。其次，确定基准线，基准线往往是选取道路两条边线或道路边的路沿实线。通过基准点和基准线，可对事故现场的车辆进行定位，明确物体与基准线的距离。本实施例中CAD软件为AutoCAD。
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。
基于无人机航拍技术进行事故现场勘查时间，由传统人工勘查的1天时间缩短至约1小时；同时，无人机航拍技术可使运输事故现场勘查数据更为丰富，更具完整性。此外，无人机航拍技术获取事故现场影像图还可避免数据漏测、测错，其数据可二次查验，数据采集与处理实现自动化，数据客观、精确，减少了人力和物力。
实施例二：
如图3所示，在本发明第二方面，还提供一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图系统，包括：
影像图获取装置，用于对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；
记录图绘制装置，用于利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；
现场比例图绘制装置，用于利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。
可选的，所述对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；
获取所述危化品事故现场的数字表面模型；
根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
可选的，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
可选的，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：利用Pix 4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
可选的，所述利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
可选的，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
可选的，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：
在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。在本实施方式中，所述CAD软件为AutoCAD。
在本发明第三方面，还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被控制器执行时能够使得所述控制器执行上述的制图方法。
通过无人机航拍获取事故现场影像数据，可快速制图，大大提高交通事故现场勘查的效益，具有极大的优越性和效益性。基于无人机航拍技术进行事故现场勘查的时间，由传统人工勘查的几天时间可缩短至一天以内；同时，无人机航拍技术可获取地面人员难以获取的俯视角，使事故现场勘查数据更为丰富，更具完整性。此外，无人机航拍技术获取事故现场影像图还可避免数据漏测、测错，其数据可二次查验，数据采集与处理实现自动化，数据客观、精确，减少了人力和物力。
本发明上述技术方案通过无人机拍摄软件拍摄危化品事故现场的图像，获取危化品事故现场GPS信息，通过无人机摄影技术结合专业绘图软件，快速、精确、全面获取危化品事故现场的事故信息，缩短事故勘查时间，为危化品事故调查提供有力支持。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (15)
1.一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法，包括利用无人机获取危化品事故现场的多张遥感影像，其特征在于，所述方法还包括：
对多张所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；
利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；
利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。
2.根据权利要求1所述的制图方法，其特征在于，所述对所述遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；
获取所述危化品事故现场的数字表面模型；
根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
3.根据权利要求2所述的制图方法，其特征在于，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
4.根据权利要求2所述的制图方法，其特征在于，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：
利用Pix4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
5.根据权利要求1所述的制图方法，其特征在于，所述利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
6.根据权利要求5所述的制图方法，其特征在于，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
7.根据权利要求1所述的制图方法，其特征在于，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：
在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。
8.一种基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图系统，其特征在于，所述系统包括：
影像图获取装置，用于对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图；
记录图绘制装置，用于利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图；
现场比例图绘制装置，用于利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图。
9.根据权利要求8所述的制图系统，其特征在于，所述对利用无人机获取的危化品事故现场的多张遥感影像进行处理，获取所述危化品事故现场的数字正射影像图，包括：
获取所述危化品事故现场的GPS位置信息；
根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整；
对完整的遥感影像进行空中三角解算，得到各张完整的遥感影像的外方位元素；
获取所述危化品事故现场的数字表面模型；
根据所述外方位元素和所述数字表面模型对所述多张完整的遥感影像进行影像校准和拼接，生成所述数字正射影像图。
10.根据权利要求9所述的制图系统，其特征在于，所述危化品事故现场的GPS位置信息通过卫星定位获取。
11.根据权利要求9所述的制图系统，其特征在于，所述根据所述GPS位置信息判断多张所述遥感影像是否完整，包括：
利用Pix 4Dmapper软件结合所述GPS位置信息检查多张所述遥感影像的经纬度可靠性和高程可靠性，以判断多张所述遥感影像是否完整。
12.根据权利要求8所述的制图系统，其特征在于，所述利用所述数字正射影像图绘制危化品事故现场记录图，包括：
从数据库中获取所述危化品事故现场的信息要素；
从所述数字正射影像图中针对所述危化品事故现场的信息要素进行矢量化提取，获得所述危化品事故现场记录图。
13.根据权利要求12所述的制图系统，其特征在于，所述危化品事故现场的信息要素包括：道路边界线要素、路灯要素、道路排水盖要素、事故车辆要素、车辆行驶轨迹要素、房屋建筑要素和道路绿化要素。
14.根据权利要求8所述的制图系统，其特征在于，所述利用所述危化品事故现场记录图绘制危化品事故现场比例图，包括：
在CAD软件中导入所述危化品事故现场记录图；
根据勘查人员在所述危化品事故现场记录的现场数据，按照危化品事故现场符号和制图比例尺对所述危化品事故现场各目标对象进行定位，绘制所述危化品事故现场比例图。
15.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被控制器执行时能够使得所述控制器执行权利要求1至7中任意一项所述的基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010450925.1A CN113724358A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法及系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010450925.1A CN113724358A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 基于无人机拍摄的危化品事故现场的制图方法及系统 |
Publications (1)
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106845803A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-06-13 | 广东省特种设备检测研究院 | 一种基于无人机的特种设备和危化品事故应急处置方法 |
| CN210603293U (zh) * | 2019-10-16 | 2020-05-22 | 深圳市奇航疆域技术有限公司 | 交通事故现场勘查处理系统 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010450925.1A patent/CN113724358A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Title |
|---|
| 郑渊茂等: "基于无人机的交通事故现场快速制图及归档系统构建", 《重庆理工大学学报(自然科学)》, vol. 31, no. 11, 15 November 2017 (2017-11-15), pages 146 - 155 * |
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