基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备与流程

1.本发明涉及一种调查方法，特别是涉及一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备。


背景技术：

2.我国位于中纬度自然灾害带，全年遭受到不稳定的季风环流影响，同时我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地壳运动强烈频繁，再加上复杂多样的地形环境，使得我国各类自然灾害频发且损失重大。做好防灾减灾工作是保障人民生命财产安全的重要基础，国务院部署开展的全国自然灾害普查工作，为掌握当前自然灾害风险隐患数据，提升全社会灾害防范意识，化解未来自然灾害风险提供了权威数据。
3.遥感是指非接触的，远距离的探测技术，无人机遥感技术在自然灾害综合风险普查中获得广泛应用。在水路淤浅信息调查方面，尤其是在调查具有一定危险性的水域信息工作中，借助无人机遥感技术，能够大幅提高普查效率，并保证普查实施人员的人身安全。设计一种调查方法，普查实施工作人员不用靠近具有危险性的水域，借助两台无人机即可测量水路深度，对于保障自然灾害综合风险普查工作人员安全具有重要意义。


技术实现要素：

4.因此，本发明为实现自然灾害综合风险普查工作中具有一定危险性的水域的深度调查及信息展示，设计了一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备。
5.本发明所采用的技术方案是：一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法，其特征在于：步骤1，两台无人机，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线；两台无人机均内置有定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器；步骤2，1号无人机悬停在水面以上的空中，位于待测水域的左端，所述光线发射器朝向右下方，发出的光线射入水中，2号无人机靠近1号无人机，悬停在1号无人机的正右方，所述光线接收器朝向左下方，所述光线发射器的前后中间面与光线接收器的前后中间面共面；步骤3，2号无人机保持匀速v自左向右，远离1号无人机水平飞行，当光线接收器第一次接收到光线信号时，记录时间节点t1，当光线接收器第二次接收到光线信号时，记录时间节点t2；步骤4，计算此处水深，式子中n为水的折射率，同
时记录所测量点的位置数据；步骤5，重复以上步骤调查多处水域深度数据。
6.一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据交换模块、数据管理模块、综合展示模块、地图制作模块。
7.所述数据采集模块用于控制两台无人机实现水域深度测量，包括以下步骤：（1）两台无人机，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线；两台无人机均内置有定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器；（2）1号无人机悬停在水面以上的空中，位于待测水域的左端，所述光线发射器朝向右下方，发出的光线射入水中，2号无人机靠近1号无人机，悬停在1号无人机的正右方，所述光线接收器朝向左下方，所述光线发射器的前后中间面与光线接收器的前后中间面共面；（3）2号无人机保持匀速v自左向右，远离1号无人机水平飞行，当光线接收器第一次接收到光线信号时，记录时间节点t1，当光线接收器第二次接收到光线信号时，记录时间节点t2；（4）计算此处水深，式子中n为水的折射率，同时记录所测量点的位置数据。
8.所述数据交换模块，支持将水域深度数据通过手动和自动批量两种方式导入数据库。
9.所述数据管理模块，支持水域深度数据的修正、查询、查看和删除，并实现数据格式的规范化处理。
10.所述综合展示模块，将多处水域的深度数据在地图上展示。
11.所述地图制作模块，用于制作水深地图和水下地形图。
12.一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查设备，其特征在于：包括无人机和计算机终端，无人机有两台，均内置定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线，无人机处理器执行计算机终端发出的指令，无人机存储器短暂存储光线接收时间节点。
13.计算机终端内置通信模块，还包括计算机终端处理器、计算机终端存储器以及储存在所述计算机终端存储器中且被配置由所述计算机终端处理器执行的计算机程序，所述计算机终端处理器执行所述计算机程序时，能够控制和实现上述的这种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法，实现上述的这种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查系统。
14.本发明的原理为：光线发射器发出的光线，在水面会形成反射，光线接收器接收到
的时间节点为t1；光线折射进入水下后，在水底形成反射，再次折射出水面，光线接收器接收到的时间节点为t2，2号无人机以速度v由左向右水平飞行，那么光线接收器接收的两条光线之前的水平距离s=v*(t
2-t1)。
15.光线进入水下的入射角为θ1，设折射角为θ2，水的折射率n是固定已知的，那么n=(sinθ1)/(sinθ2)，推得sinθ2=(sinθ1)/n；设水深为h，那么，推得，推得，代入sinθ2=(sinθ1)/n，推得，代入s=v*(t
2-t1)，推得。
16.本发明一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备具有如下优点：(1)将无人机和光线传感器应用在水路相关数据普查工作中，方案设计新颖；(2)利用光线的水面反射和水中折射的几何规律，通过计算2号无人机的水平移动距离计算出水的深度，构思巧妙；(3)将水路中各处水域数据制作成水深地图，通过水深数据获取水底地形高程数据，绘制水下地形图。
17.所以，这种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备，能够实现自然灾害综合风险普查工作中水路中各处水域的深度数据调查及展示。
18.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
19.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
20.图1是两部无人机的相对位置示意图。
21.图2是两部无人机的底部结构示意图。
22.图3是光线发射器的结构示意图。
23.图4是光线接收器的结构示意图。
24.图5是光线发射接收几何原理图。
25.图6是本发明的方法流程图。
26.图中标号：1-无人机1号、2-无人机2号、3-光线发射器、4-光线接收器。
具体实施方式
27.以下将结合附图和实施例对本发明一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法、系统及设备作进一步的详细描述。
28.本发明所采用的技术方案，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示：一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法，其特征在于：步骤1，两台无人机，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线；两台无人机均内置有定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器；步骤2，1号无人机悬停在水面以上的空中，位于待测水域的左端，所述光线发射器朝向右下方，发出的光线射入水中，2号无人机靠近1号无人机，悬停在1号无人机的正右方，所述光线接收器朝向左下方，所述光线发射器的前后中间面与光线接收器的前后中间面共面；步骤3，2号无人机保持匀速v自左向右，远离1号无人机水平飞行，当光线接收器第一次接收到光线信号时，记录时间节点t1，当光线接收器第二次接收到光线信号时，记录时间节点t2；步骤4，计算此处水深，式子中n为水的折射率，同时记录所测量点的位置数据；步骤5，重复以上步骤调查多处水域深度数据。
29.进一步讲，在具体实施时，所述光线接收器的光感应面板面积远大于光线截面积，2号无人机移动中的误差不影响光线的接收。
30.进一步讲，在具体实施时，所述光线发射器发射的光线可为激光。
31.一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据交换模块、数据管理模块、综合展示模块、地图制作模块。
32.所述数据采集模块用于控制两台无人机实现水域深度测量，包括以下步骤：（1）两台无人机，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线；两台无人机均内置有定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器；（2）1号无人机悬停在水面以上的空中，位于待测水域的左端，所述光线发射器朝向右下方，发出的光线射入水中，2号无人机靠近1号无人机，悬停在1号无人机的正右方，所述光线接收器朝向左下方，所述光线发射器的前后中间面与光线接收器的前后中间面共
面；（3）2号无人机保持匀速v自左向右，远离1号无人机水平飞行，当光线接收器第一次接收到光线信号时，记录时间节点t1，当光线接收器第二次接收到光线信号时，记录时间节点t2；（4）计算此处水深，式子中n为水的折射率，同时记录所测量点的位置数据。
33.所述数据交换模块，支持将水域深度数据通过手动和自动批量两种方式导入数据库。
34.所述数据管理模块，支持水域深度数据的修正、查询、查看和删除，并实现数据格式的规范化处理。
35.所述综合展示模块，将多处水域的深度数据在地图上展示。
36.所述地图制作模块，用于制作水深地图和水下地形图。
37.一种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查设备，其特征在于：包括无人机和计算机终端，无人机有两台，均内置定位模块、通信模块、无人机处理器、无人机存储器，1号无人机底部安装有光线发射器，所述光线发射器朝向右下方，与竖直方向的夹角为锐角θ1，即所述光线发射器发出的光线与竖直方向夹角为θ1；2号无人机底部安装有光线接收器，所述光线接收器朝向左下，与竖直方向的夹角同样为θ1，即所述光线接收器接收与竖直方向夹角为θ2的光线，无人机处理器执行计算机终端发出的指令，无人机存储器短暂存储光线接收时间节点。
38.计算机终端内置通信模块，还包括计算机终端处理器、计算机终端存储器以及储存在所述计算机终端存储器中且被配置由所述计算机终端处理器执行的计算机程序，所述计算机终端处理器执行所述计算机程序时，能够控制和实现上述的这种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查方法，实现上述的这种基于遥感技术的自然灾害综合风险普查系统。
39.光线发射器发出的光线，在水面会形成反射，光线接收器接收到的时间节点为t1；光线折射进入水下后，在水底形成反射，再次折射出水面，光线接收器接收到的时间节点为t2，2号无人机以速度v由左向右水平飞行，那么光线接收器接收的两条光线之前的水平距离s=v*(t
2-t1)。
40.光线进入水下的入射角为θ1，设折射角为θ2，水的折射率n是固定已知的，那么n=(sinθ1)/(sinθ2)，推得sinθ2=(sinθ1)/n；设水深为h，那么，推得，推得，代入sinθ2=(sinθ1)/n，推得
，代入s=v*(t
2-t1)，推得。
41.上文描述中*代表乘号，/代表除号。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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。