[发明专利]一种山地灾害动态全景模拟方法及系统

说明书

本发明提供了一种山地灾害动态全景模拟方法及系统，包括如下步骤：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。该方法通过将视频纹理和全景图结合起来，构造滑坡、泥石流等山地灾害变形过程动态全景图，对山地灾害的运动过程进行模拟。

技术领域

本发明涉及地质灾害领域，具体而言，涉及一种山地灾害动态全景模拟方法及系统。

背景技术

目前，山地灾害以滑坡、泥石流为主，大多数情况下滑坡和泥石流都是在暴雨的影响下，在重力的作用下发生迅速发生滑动和流动。

山地灾害往往具有突发性和灾难性，其在较短的时间内迅速发生，具有较大的破坏性。山地灾害的发生过程短暂，以滑坡为例，整个滑动过程通常在1分钟左右。现阶段由于滑坡和泥石流等山地灾害的突然性，滑坡和泥石流等山地灾害发生过程很难有现场视频，或者说只有少数的不连续图片和极少数的视频被保存下来，影像资料极其缺乏。

山地灾害的运动过程对山地灾害形成机制、变形破坏过程的研究尤为重要，缺少山地灾害的过程的影像导致对滑坡、泥石流等山地灾害发生过程的反演存在一定的主观性，一定程度上制约了地质灾害过程分析领域的发展。

发明内容

本发明提供了一种山地灾害动态全景模拟方法，旨在改善山地灾害研究过程普遍存在缺少灾害运动过程影像的问题。

本发明是这样实现的：

一种山地灾害动态全景模拟方法，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；

优选的，上述方法还包括步骤5：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。

优选的，所述步骤1中同一视点下山地灾害素材采集的方法为：利用无人机定点拍摄采集数据及拍摄山地灾害运动前后多期影像。

更优选的，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。

优选的，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。

优选的，上述后续图片编辑软件为Adobe或Photoshop。