[发明专利]一种山地灾害预警方法及预警系统

权利要求书

1.一种山地灾害预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：同一视点下山地灾害数据采集；

步骤2：静态全景图的拼接和合成；

步骤3：山地灾害运动过程视频纹理的生成；

步骤4：将静态全景图和视频纹理二者结合生成构造动态全景图；

步骤5：将多期影像叠加，定量分析山地灾害变形前后高程和水平位移的变化。

2.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，上述方法还包括步骤6：利用云软件编辑、上传动态全景图，多期影像叠加成果，实现互联网式共享。

3.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述步骤1中同一视点下山地灾害数据采集的方法为：利用无人机定点拍摄采集数据及山地灾害运动前多期影像。

4.如权利要求3所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述步骤1中利用无人机定点拍摄采集数据的方法具体为：

a.无人机定点拍摄四圈采集数据，第一圈：云台上仰至山地灾害体出现在3等分网格线最下方一条线平行横向拍摄8-10张照片，每转30°拍一张；第二圈：此圈横向拍摄照片8张，每转45°拍一张；第三圈：由于拍摄不再是水平，横向拍6张，每转60°拍一张；第四圈：在向下俯仰基本就正对地面，间隔60度拍2张。

5.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述步骤2中使用PTGUI软件或利用双曲线形插值算法实现静态全景图的拼接和合成，所述双曲线形插值算法实现静态全景图的拼接和合成的具体方法为：

(1)获取球状全景图：将无人机采集的多张间隔一定角度的连续照片(共360度)在以相机透镜的中心点、焦距为半径对应的球体表面上连续投影得到球状全景图；

(2)双曲线形插值算法获取柱状全景图：将照片上任意一点按照式1、式2的几何关系进行坐标变换得到投影到球体表面的坐标，得到像素点的对应关系后，对照片的各像素灰度值进行插值，得到柱面各像素的灰度值；

(3)补天与图像处理：利用后续图片编辑软件进行补天和图像处理操作，得到较为真实的静态全景图。

6.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述步骤3中山地灾害变形过程视频纹理的生成方法具体为：

(1)视频制作：将步骤1拍摄的山地灾害运动过程的影像，利用视频制作软件制作成视频片段；

(2)背景建模：定义背景为视频序列中静止的成分，利用时间轴滤波方法提取背景图，视频序列图像的每一帧减去背景图像得到仅包含运动物体的差值图像；

(3)视频纹理合成：计算差值图像序列中任意两帧之间的距离,存储在二维数组中，合成得到视频纹理。

7.如权利要求6所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，步骤4中使用熵压缩的方法对视频纹理进行压缩。

8.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述的步骤4中将静态全景图和视频纹理二者结合生成构造动态全景图的方法具体包括：将同一个视点下拍摄的静态全景图和视频纹理对准、应用颜色融合算法消除视频纹理与全景图之间颜色的不一致，将二者合成动态全景图。

9.如权利要求1所述的一种山地灾害预警方法，其特征在于，所述步骤5中将多期影像叠加，定量分析山地灾害变形前后高程和水平位移的变化的方法，具体包括：将变形前后影像导入Arcgis，提取经度，纬度，高程的坐标，将变形前后影像相减，得到灾害体水平和竖直位移变化，定量分析灾害体的变形特征，为灾害体监测预警提供定量数据。

10.一种山地灾害预警系统，其特征在于，包括存储器及处理器，其中：

所述存储器用于存储程序指令；

所述处理器用于运行所述程序指令，以执行以下步骤：

同一视点下山地灾害数据采集；

静态全景图的拼接和合成；

山地灾害运动过程视频纹理的生成；

将静态全景图和视频纹理二者结合生成构造动态全景图；

将多期影像叠加，定量分析山地灾害变形前后高程和水平位移的变化。