[发明专利]一种基于无人机航拍的地震灾害损毁度评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无人机航拍的地震灾害损毁度评估方法。

背景技术

我国国土面积幅员辽阔，山脉起伏，河流纵横，地质条件较为复杂。由于气候影响、地质条件差异等原因，许多地区常年易受地震及其次生灾害的侵害。如我国的青海、云南、四川西部、甘肃南部等地区地处阿尔卑斯-喜马拉雅地震带所经过的地方，近年来多次发生过4.5级以上的地震，造成较大的人员伤亡与经济损失。通常情况下，当地震灾害发生时，最常用的方式是采用地震仪收集不同地震采样点的震级及裂度指标进行灾害等级的评估，这种方法的优点是测量结果权威、通用性强；但缺点是测量结果较为抽象、模糊，甚至不准确，无法描述清楚一个具体受灾地区的受破坏程度。如传统地震破坏程度的定义按照震级的大小分为弱震(震级小于3级)、有感地震(震级大于等于3级，小于4.5级)、中强震(震级大于4.5级、小于6级)、强震(震级大于6级)、巨大地震(震级大于8级)等；这类评估指标在进行地震灾害救援时对于非地质学专业的救援人员提供的信息较为模糊，无法判断地震对地表建筑及结构造成的损坏程度，且由于地震仪采样点数量有限，距不同地震受灾地区均有一定的距离，各地区的地质特点、建筑质量均不相同，地震造成的实际破坏和毁伤情况也不完全与上述指标相对应，因此往往很难反映一个具体地震地区真实的受灾情况信息，进而也很难判断地震灾害救援的缓急程度。

随着科技水平的发展，在灾害评估技术手段中，采用遥感或航拍图像进行灾害情况的信息收集与评估具有数据直观、可信的特点，在近年国内各类灾害预警及救援任务中被广泛使用。中国专利“基于像元的遥感震害信息提取与挖掘方法”(国内专利公开号CN101788685A)提出了一种采用遥感图像分析的方法，通过光谱变异、主成分融合自动发现变化区域，再采用双阈值区域生长算法对变化区域进行分割，最后通过人工目视解释的方式提取震害信息；中国专利“一种灾情获取系统”(国内专利公开号CN201672918U)提出采用无人机挂载摄像机、数码相机、前视红外仪图像采集装置的方法，采集受灾图像，以辅助灾害救援与灾后重建；中国专利“一种基于无人机航拍的灾害监测电子勾绘系统”(国内专利公开号CN102419171A)提出采用一种地面勾绘系统对无人机传回的信息采用手写笔的方式进行标注。然而，通过对上述专利的分析不难看出：使用遥感数据进行灾害等级评估的问题在于遥感数据的获取及编辑分析周期较长、成本较高，数据的发布及获取只能通过特定的渠道及权威部门提供；而高空航拍图像的获取需要采用中型或大型的飞行器执行飞行任务，不便于救援队的携带与使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种成本低的基于无人机航拍的地震灾害损毁度评估方法，能够实现对地震灾区受灾情况的快速收集与评估。

本发明包括如下技术方案：

1、一种基于无人机航拍的地震灾害损毁度评估方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)建立典型地震灾害图像特征数据集，所述典型地震灾害图像特征数据集包括房屋、道路、桥梁、堤坝、山体、河道和植被的地震灾害图像特征数据集；

对以往基于无人机航拍获得的多个地震灾害图像，通过用户手动标记的方式确定出房屋的图像区域获得超过200个房屋的图像区域，对确定出的每个房屋的图像区域计算房屋的图像特征，并给出每个房屋的图像区域对应的房屋损毁度，从而获得房屋的地震灾害图像特征数据集；

对以往基于无人机航拍获得的多个地震灾害图像，通过用户手动标记的方式确定出道路的图像区域获得超过200个道路的图像区域，对确定出的每个道路的图像区域计算道路的图像特征，并给出每个道路的图像区域对应的道路损毁度，从而获得道路的地震灾害图像特征数据集；

对以往基于无人机航拍获得的多个地震灾害图像，通过用户手动标记的方式确定出桥梁的图像区域获得超过200个桥梁的图像区域，对每个桥梁的图像区域计算桥梁的图像特征，并给出每个桥梁的图像区域对应的桥梁损毁度，从而获得桥梁的地震灾害图像特征数据集；

对以往基于无人机航拍获得的多个地震灾害图像，通过用户手动标记的方式确定出堤坝的图像区域获得超过200个堤坝的图像区域，对每个堤坝的图像区域计算堤坝的图像特征，并给出每个堤坝的图像区域对应的堤坝损毁度，从而获得堤坝的地震灾害图像特征数据集；

对以往基于无人机航拍获得的多个地震灾害图像，通过用户手动标记的方式确定出山体的图像区域获得超过200个山体的图像区域，对每个山体的图像区域计算山体的图像特征，并给出每个山体的图像区域对应的山体损毁度，从而获得山体的地震灾害图像特征数据集；