[发明专利]基于无人机技术的建筑抗震特性分析方法

说明书

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及基于无人机技术的建筑抗震特性分析方法；包括以下步骤：前期原始数据采集、数据处理、建筑抗震特性分析三个阶段；本项目主要研究针对基于无人机技术采集抗震规划需求的数据，可对市、县、区等建筑密度、建筑现状快速采集规划建筑数据，完成对个别老旧建筑及古建筑自震频率采集，提高后期数据拟合及建筑物抗震规划分析。

技术领域

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及基于无人机技术的建筑抗震特性分析方法。

背景技术

目前城乡建筑数量较多，其中老旧建筑及古建筑长期以来缺乏有效监管，大量老旧建筑达不到抗震设防标准，存在严重的抗震安全隐患。近年来的地震灾害表明老旧建筑以及古建筑已经成为抗震防灾的最薄弱环节之一，加强对建筑的抗震特性分析和设防工作规划是减轻地震灾害的重要途经。现有的无人机技术主要针对于灾害发生以后的应用，例如发生地质灾害以后的应急救援路线规划、灾后重建等，在防震减灾这一领域的应用现有技术方案相对较少。

现有方式采取实地走访、问卷调查、实地建筑观察与测量、实地绘制草图及影像资料等形式进行储存，，并以此形成建筑抗震特性分析报告，现有调研方式需要大量的人力物力，耗时长进度慢，成本高，针对以上现状提出采用无人机协助加属性库的模式，进行建筑抗震能力的大数据调查与分析，一方面减少人力物力成本，另一方面也可以根据无人机取得的大量成果进行更加精确的建筑分析抗震数据。

发明内容

本发明的目的在于提出基于无人机技术的建筑抗震特性分析方法，建立建筑信息数据库，结合智能图像识别软件提取建筑物密度、材料、抗震设防水平、层高、年代等属性，进行建筑抗震特性分析。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于无人机技术的建筑抗震特性分析方法，包括以下步骤：前期原始数据采集、数据处理、建筑抗震特性分析三个阶段。

进一步，前期原始数据采集包括图上作业、定点勘察、飞行条件测试、航线设计和飞行指令传输等，具体步骤为：像控点布设、像控点坐标采集、对测试区域进行航线规划，采集带有坐标数据的原始照片、检查数据并进行整理。

进一步，数据处理包括采集航拍、照片拼接、三维建模、建筑物信息识别和抗震能力评估五个方面。

进一步，具体步骤为：使用Smart3D对原始照片进行空三处理、空三完成以后，对其进行像控刺点，保证精度、输出高精度1：500三维模型并提取真正射影像，所生成成果图抄送数据中心进行图像识别。

进一步，采集航拍分为正射影像和倾斜摄影影像两大类，正射影像是指垂直于地面拍摄获取的影像，在数据基础上进行计算机识别，宏观把握区域房屋面积和房屋类型；无人机倾斜摄影获取的影像一方面可用来获取重点关注区域信息，另一方面利用影像处理软件生成三维点云模型。

进一步，建筑物信息识别包括两个方面：利用已有的典型建筑数据集进行利用图像的分类，给出具备标注属性的典型建筑的数据集合；利用三维特征信息进行分类，需给出三维特征判别标准，利用边缘检测划分房屋区域地块，联合建筑属性房屋地块数据库；利用房屋多角度图像信息作为输入，房屋属性作为输出，通过深度神经网络，建立多分类模型；利用分级样本进行学习和回归测试，形成针对建筑属性的智能图像识别系统。

进一步，抗震能力评估具体步骤为：通过建筑物识别新型、三维尺度等数据作为特征，利用罗吉斯特回归算法，利用现有数据进行人工标注，利用标注数据实现多分类训练，获得抗震等级评定分类器，用于新的对象的抗震等级的判定。进一步，建筑抗震特性分析步骤为：通过对智能图像识别系统提取的属性，包括建筑物面积、数量、类型、房屋高度、墙体、建筑物用材等信息，进行抗震能力评估，建立抗震评估系统，对测区建筑进行抗震等级评估。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：