CN114490584A - 监测雪道覆雪厚度的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种监测雪道覆雪厚度的方法和系统，涉及雪道监测技术领域。监测雪道覆雪厚度的方法包括：对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度。该方法和系统能够快速计算出雪道覆雪厚度，精确掌握雪道覆雪厚度，以保障滑雪活动的安全进行，也可对雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。

Description

监测雪道覆雪厚度的方法和系统
技术领域
本发明涉及雪道监测技术领域，具体而言，涉及一种监测雪道覆雪厚度的方法和系统。
背景技术
滑雪场雪道的覆雪厚度直接影响到雪道的质量和安全。覆雪厚度不足容易露出地面和石子杂草等影响滑雪者滑行安全；陡坡覆雪过厚时易产生雪崩滑坡危害；精确掌握滑雪道覆雪厚度既可保障滑雪活动的安全进行，也可对滑雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。
目前，雪场对于雪道覆雪厚度的测量除了用雪钻钻洞探测、挖掘等，没有更好的办法和测量仪器设备。
发明内容
本发明的目的包括提供一种监测雪道覆雪厚度的方法和系统，其能够快速计算出雪道覆雪厚度，精确掌握雪道覆雪厚度，以保障滑雪活动的安全进行，也可对雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种监测雪道覆雪厚度的方法，监测雪道覆雪厚度的方法包括：
对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；
在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；
根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度的步骤包括：
对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；
根据雪道覆雪总体积，计算出雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，根据雪道覆雪总体积，计算出雪道覆雪厚度的步骤包括：
根据雪道覆雪总体积和雪道面积，计算出雪道覆雪平均厚度，雪道覆雪平均厚度即为雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积的步骤包括：
对第二模型的高程数据与第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据。
在可选的实施方式中，根据雪道覆雪总体积和雪道面积，计算出雪道覆雪平均厚度，雪道覆雪平均厚度即为雪道覆雪厚度的步骤包括：
利用向量法将点云高程差数据转换成点的法向高度数据，点的法向高度数据即为雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，监测雪道覆雪厚度的方法还包括：
对点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。
第二方面，本发明提供一种监测雪道覆雪厚度的系统，监测雪道覆雪厚度的系统包括：
测绘飞行器，用于拍摄雪道区域；
处理器，用于对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，处理器中配置有点云数据自动求差公式，处理器用于对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；根据雪道覆雪总体积，计算出雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，处理器用于对第二模型的高程数据与第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据，利用向量法将点云高程差数据转换成点的法向高度数据，点的法向高度数据即为雪道覆雪厚度。
在可选的实施方式中，处理器中还配置有arcgis软件，处理器用于对点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。
本发明实施例提供的监测雪道覆雪厚度的方法和系统的有益效果包括：
通过数据建模的方式，对雪道区域覆雪前和覆雪后分别数据建模，通过前后建模体积进行求差，可得出雪道覆雪总体积，进而计算出雪道覆雪厚度，精确掌握雪道覆雪厚度，以保障滑雪活动的安全进行，也可对雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的监测雪道覆雪厚度的方法的流程图；
图2为本发明第二实施例提供的监测雪道覆雪厚度的系统的组成框图。
图标：10-监测雪道覆雪厚度的系统；11-处理器；12-测绘飞行器；13-显示器。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
第一实施例
请参考图1，本实施例提供了一种监测雪道覆雪厚度的方法，监测雪道覆雪厚度的方法包括以下步骤：
S1：对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型。
具体的，可以采用测绘飞行器拍摄雪道区域，并利用处理器基于测绘飞行器拍摄到的图像数据，形成第一模型。
S2：在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型。
具体的，可以采用测绘飞行器拍摄雪道区域，并利用处理器基于测绘飞行器拍摄到的图像数据，形成第二模型。
S3：根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
其中，对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；雪道覆雪总体积除以雪道面积得出雪道覆雪平均厚度，雪道覆雪平均厚度即为雪道覆雪厚度。
具体的，对第二模型的高程数据与第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据。利用向量法将点云高程差数据转换成点的法向高度数据，点的法向高度数据即为雪道覆雪厚度。
S4：对点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。
其中，等高线示意图中可以采用10厘米为高程单位，并用颜色区分雪道覆雪厚度是否低于要求标准厚度或高于要求标准厚度的程度渐变图，例如要求标准厚度采用白色，低于要求标准厚度的部分采用红色，高于要求标准厚度的部分采用蓝色。
也就是说，等高线示意图中等高距为10厘米，0-30厘米区域为红色至白色渐变；30-50厘米区域为白色；50-120厘米区域为白色至蓝色渐变。红色越深表示缺雪越严重；蓝色越深表示覆雪过多；白色区域为正常覆雪厚度。
本实施例提供的监测雪道覆雪厚度的方法的有益效果包括：
通过数据建模的方式，对雪道区域覆雪前和覆雪后分别数据建模，通过前后建模体积进行求差，可得出雪道覆雪总体积，进而计算出雪道覆雪厚度，精确掌握雪道覆雪厚度，以保障滑雪活动的安全进行，也可对雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。
第二实施例
请参考图2，本实施例提供了一种监测雪道覆雪厚度的系统10，监测雪道覆雪厚度的系统10包括处理器11以及与处理器11通信连接的测绘飞行器12和显示器13。
测绘飞行器12配置有镜头偏光、滤光镜片，测绘飞行器12用于拍摄雪道区域。基于测绘飞行器12拍摄到的图像数据，处理器11基于图像数据对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；根据第一模型和第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
其中，处理器11中配置有点云数据自动求差公式，处理器11用于对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；根据雪道覆雪总体积，计算出雪道覆雪厚度。
具体的，处理器11用于对第二模型的高程数据与第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据，利用向量法将点云高程差数据转换成点的法向高度数据，点的法向高度数据即为雪道覆雪厚度。
一般高山滑雪道(技巧场地除外)具有左右倾斜或上下倾斜的特点。覆雪后的点P到原始雪道垂直距离下点A会落在高于原点O由左右一点O1、前后一点O2组成的三点平面内，覆雪后点到原点距离PO是已知的，即点的高程差，其他两点的三维坐标也是已知的，根据立体几何点到面的垂直距离向量法公式，把雪道覆雪前后高程差网格图节点的值利用上述公式转化成雪道覆雪表面点到雪道面的垂直距离，即得到雪道覆雪厚度。
处理器11中还配置有arcgis软件，处理器11用于对点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。显示器13用于显示等高线示意图。
其中，等高线示意图中可以采用10厘米为高程单位，并用颜色区分雪道覆雪厚度是否低于要求标准厚度或高于要求标准厚度的程度渐变图，例如要求标准厚度采用白色，低于要求标准厚度的部分采用红色，高于要求标准厚度的部分采用蓝色。
也就是说，等高线示意图中等高距为10厘米，0-30厘米区域为红色至白色渐变；30-50厘米区域为白色；50-120厘米区域为白色至蓝色渐变。红色越深表示缺雪越严重；蓝色越深表示覆雪过多；白色区域为正常覆雪厚度。
处理器11的具体处理步骤如下：
步骤1：对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型。
步骤2：在雪道区域覆雪后，对此雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型。
步骤3：对第二模型与第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；雪道覆雪总体积除以雪道面积得出雪道覆雪平均厚度。
步骤4：建立雪道分米级(10厘米)网格高程点云。
步骤5：形成雪道内同坐标点的覆雪前后高程差集表，高程差集表包含点云高程差数据。
步骤6：利用向量法将点云高程差数据转换成点的法向高度数据，点的法向高度数据即为雪道覆雪厚度。
一般高山滑雪道(技巧场地除外)具有左右倾斜或上下倾斜的特点。覆雪后的点P到原始雪道垂直距离下点A会落在高于原点O由左右一点O1、前后一点O2组成的三点平面内，覆雪后点到原点距离PO是已知的，即点的高程差，其他两点的三维坐标也是已知的，根据立体几何点到面的垂直距离向量法公式，把雪道覆雪前后高程差网格图节点的值利用上述公式转化成雪道覆雪表面点到雪道面的垂直距离，即得到雪道覆雪厚度。
本实施例提供的监测雪道覆雪厚度的系统10的有益效果包括：
通过数据建模的方式，对雪道区域覆雪前和覆雪后分别数据建模，通过前后建模体积进行求差，可得出雪道覆雪总体积，进而计算出雪道覆雪厚度，精确掌握雪道覆雪厚度，以保障滑雪活动的安全进行，也可对雪道的造雪补雪进行科学管理，达到经济性和可持续的目标。
容易理解的是，本实施例提供的监测雪道覆雪厚度的系统10主要用于实现上述实施例提供的监测雪道覆雪厚度的方法，监测雪道覆雪厚度的系统10能够执行的步骤也可以运用到监测雪道覆雪厚度的方法中，监测雪道覆雪厚度的方法中的步骤也可以运用到监测雪道覆雪厚度的系统10中。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述监测雪道覆雪厚度的方法包括：
对雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；
在所述雪道区域覆雪后，对此所述雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；
根据所述第一模型和所述第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
2.根据权利要求1所述的监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述根据所述第一模型和所述第二模型，计算出雪道覆雪厚度的步骤包括：
对所述第二模型与所述第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；
根据所述雪道覆雪总体积，计算出所述雪道覆雪厚度。
3.根据权利要求2所述的监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述根据所述雪道覆雪总体积，计算出所述雪道覆雪厚度的步骤包括：
根据所述雪道覆雪总体积和雪道面积，计算出雪道覆雪平均厚度，所述雪道覆雪平均厚度即为所述雪道覆雪厚度。
4.根据权利要求3所述的监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述对所述第二模型与所述第一模型求差，得到雪道覆雪总体积的步骤包括：
对所述第二模型的高程数据与所述第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据。
5.根据权利要求4所述的监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述根据所述雪道覆雪总体积和雪道面积，计算出雪道覆雪平均厚度，所述雪道覆雪平均厚度即为所述雪道覆雪厚度的步骤包括：
利用向量法将所述点云高程差数据转换成点的法向高度数据，所述点的法向高度数据即为所述雪道覆雪厚度。
6.根据权利要求5所述的监测雪道覆雪厚度的方法，其特征在于，所述监测雪道覆雪厚度的方法还包括：
对所述点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。
7.一种监测雪道覆雪厚度的系统，其特征在于，所述监测雪道覆雪厚度的系统包括：
测绘飞行器(12)，用于拍摄雪道区域；
处理器(11)，用于对所述雪道区域进行覆雪前数据建模，形成第一模型；在所述雪道区域覆雪后，对此所述雪道区域的覆雪表面进行数据建模，形成第二模型；根据所述第一模型和所述第二模型，计算出雪道覆雪厚度。
8.根据权利要求7所述的监测雪道覆雪厚度的系统，其特征在于，所述处理器(11)中配置有点云数据自动求差公式，所述处理器(11)用于对所述第二模型与所述第一模型求差，得到雪道覆雪总体积；根据所述雪道覆雪总体积，计算出所述雪道覆雪厚度。
9.根据权利要求8所述的监测雪道覆雪厚度的系统，其特征在于，所述处理器(11)用于对所述第二模型的高程数据与所述第一模型的高程数据求差，得到点云高程差数据，利用向量法将所述点云高程差数据转换成点的法向高度数据，所述点的法向高度数据即为所述雪道覆雪厚度。
10.根据权利要求9所述的监测雪道覆雪厚度的系统，其特征在于，所述处理器(11)中还配置有arcgis软件，所述处理器(11)用于对所述点的法向高度数据进行等高程建图，形成渐变色彩的等高线示意图。
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