一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法技术

本发明专利技术提供一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，包括：利用无人机采集参考输电线路影像并标记；对参考输电线路影像进行k‑medoids聚类分析，获取训练集；利用无人机采集目标输电线路影像并标记；根据训练集进行分类检测；根据分类检测的检测结果获取地质灾害的发生地点。无人机输电线路巡检可有效快速的覆盖输电线路周边区域，且达到较高地物分辨率并可同时完成影像标记，提供给地质灾害检测更优秀的数据源，从而可以提高地质灾害检测的准确性。同时，无人机影像采集过程中可实时完成图像的标签工作，以辅助灾害检测后的分析工作。通过以上步骤本发明专利技术能够完成快速的输电线路地质灾害监测工作。

Transmission line geological disaster monitoring method using unmanned aerial vehicle marking image

The present invention provides a kind of geological disaster monitoring method, transmission line UAV tag image uses include: the use of drones to acquire the reference image and transmission line marker; analysis of K medoids clustering on the transmission line reference image, obtain the training set; using the UAV target image acquisition and transmission line marker; according to the training set classification and detection according to the geological disasters occurred; for the detection of the detection results of classification. Cover the surrounding area of UAV transmission line transmission line inspection can effectively and quickly, and reach a higher resolution and imaging markers, provide better detection of geological hazard data source, which can improve the accuracy of geological disaster detection. At the same time, in the process of UAV image acquisition, the tag work of the image can be completed in real time to assist the analysis after disaster detection. Through the above steps, the invention can complete the rapid monitoring of the geological disaster of the transmission line.

【技术实现步骤摘要】
一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法
本专利技术涉及本专利技术属于无人机遥感数据处理领域，尤其涉及一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法。
技术介绍
输电线路作为电力建设中的重要组成部分，近年来国家加大对输电线路的新建和翻修。由于受到自然条件的影响和人为施工不当的限制，输电线路常会受到地质灾害的威胁。地质灾害的发生将对输电线路造成损坏，严重影响人们的日常生活，造成重大经济财产损失，给国家和政府造成极大的压力。可见，准确进行输电线路地质灾害监测可以辅助相关电力部门及时进行输电线路的维修和灾害防范，并及时采取救灾措施，保证输电线路正常运行和输电线路建设的质量，促进电力行业健康可持续发展。输电线路地质灾害能够高效监测的前提是对已发生的各地区、各类型以及各种情况下的地质灾害进行详细的分析研究，并能够快速的发现输电线路地质灾害，因此需要数据量丰富、样本类型全面且多样化的输电线路周边地质灾害相关可见光图像样本以及快速的数据采集方式。而目前的输电线路周边地质灾害可见光图像存在拍摄角度不合理、数量稀少、分辨率不足的缺陷，同时目前地质灾害可见光图像样本仅是原始图像，不包含任何标注信息，例如该影像采集的时间、区域、路线、地质地貌等信息，无法作为地质灾害检测算法的训练数据源及测试数据源，更无法在监测后对输电线路地质灾害的处理工作提供指导。对于视觉算法来说，传统的检测算法首先需要手工设计特征，例如颜色、纹理、位置、形态等。因为手工设计特征需要大量的经验，需要对其应用领域和数据非常了解，还需要对设计出来的特征进行大量的调试工作，在此基础上还需要有一个合适的分类器。同时设计特征，并选择一个分类器，合并两者并达到最优的效果，几乎是不可能完成的任务。
技术实现思路
本专利技术提供一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，以解决现有技术中监测效果差的技术问题。本专利技术提供一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，所述方法包括：利用无人机采集参考输电线路影像并标记；对所述参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集；利用无人机采集目标输电线路影像并标记；根据所述训练集进行分类检测；根据所述分类检测的检测结果获取地质灾害的发生地点。优选的，所述利用无人机采集参考输电线路影像并标记包括：从电力系统中导入待飞输电线路的所有杆塔坐标；获取所使用的无人机系统所需参数，所述参数包括无人机飞行速度、相机像元尺寸和成像分辨率；根据输电线路坐标和无人机系统参数规划飞行航迹和拍照方式；根据所述飞行航迹进行无人机飞行，每次拍照的同时获取无人机定位定姿系统POS信息、姿态以及载荷姿态；对获取的所有图像进行标记。优选的，对所述参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集之前，所述方法还包括：对所述参考输电线路影像进行灰度拉伸；对灰度拉伸后的所述参考输电线路影像构建H-S颜色直方图和梯度方向直方图；根据所述H-S颜色直方图和梯度方向直方图分别获取对应的概率分布。优选的，所述参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集包括：选取初始类簇中心点；确定初始类簇中心点的个数；对所述各个参考输电线路影像进行JSD计算，获取训练集。本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本专利技术提供一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，包括：利用无人机采集参考输电线路影像并标记；对参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集；利用无人机采集目标输电线路影像并标记；根据训练集进行分类检测；根据分类检测的检测结果获取地质灾害的发生地点。无人机输电线路巡检可有效快速的覆盖输电线路周边区域，且达到较高地物分辨率并可同时完成影像标记，提供给地质灾害检测更优秀的数据源，从而可以提高地质灾害检测的准确性。同时，无人机影像采集过程中可实时完成图像的标签工作，以辅助灾害检测后的分析工作。通过以上步骤本专利技术能够完成快速的输电线路地质灾害监测工作。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法的方法流程图；图2是本专利技术实施例中提供的步骤S100的方法流程图；图3是本专利技术实施例中提供的步骤S200的方法流程图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置的例子。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。传统的基于对地观测数据的地质灾害监测工作主要依赖于影像目视解译和实地调查，这种传统模式耗时严重、费用昂贵，且很多地区难以进行实地调查，影响灾害后的快速响应。而无人机影像较卫星影像具有高清晰、大比例尺等优点，也特别适合获取带状地区航拍影像，且无人机为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台。而输电线路通道恰恰成带状地区，非常适合无人机的应用。本专利技术使用无人机遥感影像的同时结合电力行业特点，对影像数据进行标记以利于灾后的快速响应。同时本专利技术采用图像颜色、边缘直方图形式的概率分布来进行数据分析和地质灾害检测。首先根据输电线路位置信息等规划无人机飞行方式，并在飞行过程中同步完成影像采集和数据标记，然后对无人机遥感影像逐一进行直方图构建，使用JSD(Jensen-ShannonDivergence)计算概率分布距离，使用改进的k-medoids方法完成训练库构建，最后对每次新的遥感数据进行分类以完成灾害检测并完成灾害的分析工作。请参考图1，所示为本专利技术实施例中提供的一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法的方法流程图，所述方法包括：步骤S100：利用无人机采集参考输电线路影像并标记。请参考图2，所示为本专利技术实施例中提供的步骤S100的方法流程图，包括：步骤S101：从电力系统中导入待飞输电线路的所有杆塔坐标；步骤S102：获取所使用的无人机系统所需参数，所述参数包括无人机飞行速度、相机像元尺寸和成像分辨率；步骤S103：根据输电线路坐标和无人机系统参数规划飞行航迹和拍照方式；步骤S104：根据所述飞行航迹进行无人机飞行，每次拍照的同时获取无人机定位定姿系统POS信息、姿态以及载荷姿态；步骤S105：对获取的所有图像进行标记。步骤S200：对所述参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集。K-medoids是K-means一种改进，不一样的地方在于中心点的选取，在K-means中，我们将中心点取为当前cluster(类)中所有数据点的平均值，在K-medoids算法中，我们将从当前cluster中选取这样一个点，它到其他所有(当前cluster中的)点的距离之和最小，作为中心点。克服了K-means算法产生类的大小相差不大的缺点，对于脏数据很敏感。在步骤S200之前，所述方法还包括：对所述参考输电线路影像进行灰度拉伸。由于光线原因会造成图像局部过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，其特征在于，所述方法包括：利用无人机采集参考输电线路影像并标记；对所述参考输电线路影像进行k‑medoids聚类分析，获取训练集；利用无人机采集目标输电线路影像并标记；根据所述训练集进行分类检测；根据所述分类检测的检测结果获取地质灾害的发生地点。

【技术特征摘要】
1.一种使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，其特征在于，所述方法包括：利用无人机采集参考输电线路影像并标记；对所述参考输电线路影像进行k-medoids聚类分析，获取训练集；利用无人机采集目标输电线路影像并标记；根据所述训练集进行分类检测；根据所述分类检测的检测结果获取地质灾害的发生地点。2.根据权利要求1所述的使用无人机标记影像的输电线路地质灾害监测方法，其特征在于，所述利用无人机采集参考输电线路影像并标记包括：从电力系统中导入待飞输电线路的所有杆塔坐标；获取所使用的无人机系统所需参数，所述参数包括无人机飞行速度、相机像元尺寸和成像分辨率；根据输电线路坐标和无人机系统参数规划飞行航迹和拍照方式；根据所述飞行航迹进行无人机飞行，每次拍照的同时获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：于虹，马仪，刘彧，杨鹤猛，刘金玉，许杰，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，天津航天中为数据系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53