一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，首先构建应急避难场所效能评价指标体系，确定出各评价因子和评价标准；然后利用无人机倾斜摄影进行应急避难场所实景三维模型构建，并结合GIS分析提取出应急避难场所效能评价因子参数值；最后按照加权求值方法对应急避难场所进行综合效能评估，得到各应急避难场所综合分数值。本发明专利技术将实景三维技术和效能概念引入应急避难场所，对已建成的应急避难场所从选址适宜性、有效性、资源可利用性以及功能完整性等方面进行分析，从而对应急避难场所效能进行综合评价。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法
本专利技术涉及一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，属于防震减灾

技术介绍
我国人口众多，地理环境复杂，各种自然灾害如地震、洪灾、泥石流等时有发生，每年因突发事件造成的损失惊人，遭受的灾害形势严峻。而城市是人类文明的聚集地，随着城市经济的发展，城市易损性日益突出，当灾害发生在城市或城市附近时，灾害损失尤其严重。当前处于一个日益城市化的时代，各种灾害对人类生命和财产造成的损失严重，城市面对的灾害来自于自然变异造成的自然灾害和人类活动造成的其他灾害。城市灾害往往还易引起严重的次生灾害，原生灾害与次生灾害相互交织，更加加重了城市灾害。为有效应对和减轻城市灾害，人们采取了一系列的措施，如制定详细的应急预案，并在平时开展各种演练；编制各类防灾减灾规划，试图从城市规划和建设的角度控制灾害造成的影响，从而减轻灾后损失。除此以外，开展应急避难场所的规划和建设也是有效应对城市灾害的重要举措之一，并在多次减灾实践中体现出越来越重要的作用。通过建设应急避难场所可为人们在灾后一段时间内提供灾害带来的直接与间接伤害的庇护所，保障灾民在灾时的生活。应急避难场所在灾后具有为难民提供停留、避难的功能，成为政府救人、转移安置人口以及做好灾后重建的聚集地。平时应急避难所还可成为人们应急逃生和灾害演练的模拟平台，宣传应急逃生知识，提升市民防灾应急意识。为此国内外开展了大量关于应急避难场所的研究和建设工作，我国的应急避难场所建设与研究较国外起步晚，但近几年随着政府的重视和民众减灾意思的增强，也加大了投入，呈现出快速发展阶段。然而对应急避难场所的规划与建设成果的功效性是一个待检验与评价的工作。已规划和建成的避难场所是否能正常投入使用以及是否满足周围群众的避难需求等问题均是需深入研究的问题。目前对于城市应急避难场所效能评估的研究多集中于应急避难场所适宜性评价、可达性评价等方面，这些研究从一定角度降低了避难场所的选址难度，为日后避难场所的建设选址工作提供了很好的解决方法。但是随着国内各城市应急避难场所建设工作的推进，城市中已建设了多个应急避难场所，部分城市甚至初步完成了城市应急避难场所的建设工作，对于已建成的避难场所选址是否合适，能否满足城市人口的避难需求，仍然有待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，将实景三维技术和效能概念引入应急避难场所，对已建成的应急避难场所从选址适宜性、有效性、资源可利用性以及功能完整性等方面进行分析，从而对应急避难场所效能进行综合评价。本专利技术采取的技术方案是：一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，首先构建应急避难场所效能评价指标体系，确定出各评价因子和评价标准；然后利用无人机倾斜摄影进行应急避难场所实景三维模型构建，并结合GIS分析提取出应急避难场所效能评价因子参数值；最后按照加权求值方法对应急避难场所进行综合效能评估，得到各应急避难场所综合分数值。进一步的，所述构建应急避难场所效能评价指标体系，包括：1)选择评价指标：选择选址适宜性、资源可利用性、有效性和应急功能完整性作为应急避难场所效能评价一级指标，并设置对应的二级指标进行细化处理；2)确定评价指标权重：对准则层的选址适宜性、资源可利用性、有效性以及应急功能四个指标构造判断矩阵B如下：该判断矩阵各数值表明评价中的各项指标之间的权重关系为：B12＝3：“选址适宜性”相对于“资源可用性”略微重要；B13＝1/3：“有效性”相对于“选址适宜性”略微重要；B14＝1/3：“应急功能完整性”相对于“选址适宜性”略微重要；B23＝1/3：“有效性”相对于“资源可用性”略微重要；B24＝1/5：“应急功能完整性”相对于“资源可用性”明显重要；B34＝1/2：“应急功能完整性”相对于“有效性”略微重要。进一步的，所述应急避难场所实景三维模型构建，包括：1)应急避难场所外业调研：调研的内容包括基础功能区分布、出入口、布局审查、附属设施、实施实用性、无人机航线规划；2)应急避难场所数据采集：结合应急避难场所现场踏勘确定的飞行过程的航高设计以及航线设计，利用无人机倾斜摄影技术从不同视角同步采集应急避难场所影像数据和POS空间位置信息；对于部分面积较大的应急避难场所，采用分级设站的方式进行数据采集，保证应急避难场所效能评估需求，同时，利用载波相位差分技术进行应急避难场所控制点采集，参数设置为CGCS2000坐标系，高斯三度带投影，中央经线120度，采用地面喷绘油漆作为测量标志，以便于更好的在无人机获取的影像上进行识别；3)应急避难场所实景三维模型构建：利用无人机影像处理软件进行避难场所的实景三维建模，主要步骤包括影像数据预处理、区域网联合平差、多视影像密集匹配、高精度点云生成、TIN网构建以及最终的三维重建。进一步的，对应急避难场所进行指标参数提取，并利用得到的参数值进行综合效能评估，其中，所述应急避难场所效能指标参数提取包括：a.适宜性评估参数指标提取，b.资源可利用性评估因子提取，c.有效性因子提取，应急功能完备性因子提取；所述应急避难场所综合效能评估包括：利用求取出的二级指标权重值进行加权求值，得到各一级指标综合得分；将得到的一级指标综合得分按照各综合权重进行加权，从而得到整个应急避难场所的综合效能评估值。更进一步的，所述适宜性评估参数指标提取的方法步骤如下：(1)结合ARCGIS软件空间统计分析功能，调用Buffer工具、Intersect工具以及Reclassify工具对适宜性评估参数进行提取；用Buffer工具对次生灾害风险源做1000米缓冲区分析，用Intersect工具将风险源的缓冲区与应急避难场所分布图做叠加分析，得到风险源1000米缓冲区内应急避难场所的分布，即以应急避难场所为中心1000米范围内风险源的分布；接着对应急避难场所分布图进行栅格化处理，用Reclassify工具对应急避难场所重分类，并且根据评价标准进行赋值；(2)借助无人机倾斜测绘数据得到避难场所DEM数据，使用Arcgis中的Slope工具和Reclassify工具进行应急避难场所坡度分析，具体为：首先利用Slope工具对DEM数据进行坡度分析，对得到的栅格数据使用Reclassify工具进行重分类，将地势坡度处于0度到8度赋值1，8度以上赋值2；接着利用编辑工具，计算出避难场所自然地形坡度小于8°占场所总面积的比值，最后根据评估标准进行赋值。更进一步的，所述资源可利用性评估因子提取的方法为：针对资源可用性中邻近仓储地和邻近医院的评估模型和选址适宜性一致，调用Buffer工具、Intersect工具以及Reclassify工具；用Buffer工具对仓储地做500米缓冲区分析，将得到的缓冲区与应急避难场所分布图做叠加分析，得到仓储地500米应急避难场所的分布，即应急避难场所500米范围内仓储地的分布，如果避难场所500米范围内没有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，其特征在于，首先构建应急避难场所效能评价指标体系，确定出各评价因子和评价标准；然后利用无人机倾斜摄影进行应急避难场所实景三维模型构建，并结合GIS分析提取出应急避难场所效能评价因子参数值；最后按照加权求值方法对应急避难场所进行综合效能评估，得到各应急避难场所综合分数值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，其特征在于，首先构建应急避难场所效能评价指标体系，确定出各评价因子和评价标准；然后利用无人机倾斜摄影进行应急避难场所实景三维模型构建，并结合GIS分析提取出应急避难场所效能评价因子参数值；最后按照加权求值方法对应急避难场所进行综合效能评估，得到各应急避难场所综合分数值。


2.根据权利要求1所述的一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，其特征在于，所述构建应急避难场所效能评价指标体系，包括：
1)选择评价指标：选择选址适宜性、资源可利用性、有效性和应急功能完整性作为应急避难场所效能评价一级指标，并设置对应的二级指标进行细化处理；
2)确定评价指标权重：对准则层的选址适宜性、资源可利用性、有效性以及应急功能四个指标构造判断矩阵B如下：



该判断矩阵各数值表明评价中的各项指标之间的权重关系为：
B12＝3：“选址适宜性”相对于“资源可用性”略微重要；
B13＝1/3：“有效性”相对于“选址适宜性”略微重要；
B14＝1/3：“应急功能完整性”相对于“选址适宜性”略微重要；
B23＝1/3：“有效性”相对于“资源可用性”略微重要；
B24＝1/5：“应急功能完整性”相对于“资源可用性”明显重要；
B34＝1/2：“应急功能完整性”相对于“有效性”略微重要。


3.根据权利要求1所述的一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，其特征在于，所述应急避难场所实景三维模型构建，包括：
1)应急避难场所外业调研：调研的内容包括基础功能区分布、出入口、布局审查、附属设施、实施实用性、无人机航线规划；
2)应急避难场所数据采集：结合应急避难场所现场踏勘确定的飞行过程的航高设计以及航线设计，利用无人机倾斜摄影技术从不同视角同步采集应急避难场所影像数据和POS空间位置信息；对于部分面积较大的应急避难场所，采用分级设站的方式进行数据采集，保证应急避难场所效能评估需求，同时，利用载波相位差分技术进行应急避难场所控制点采集，参数设置为CGCS2000坐标系，高斯三度带投影，中央经线120度，采用地面喷绘油漆作为测量标志，以便于更好的在无人机获取的影像上进行识别；
3)应急避难场所实景三维模型构建：利用无人机影像处理软件进行避难场所的实景三维建模，主要步骤包括影像数据预处理、区域网联合平差、多视影像密集匹配、高精度点云生成、TIN网构建以及最终的三维重建。


4.根据权利要求1所述的一种基于实景三维的应急避难场所效能评估方法，其特征在于，对应急避难场所进行指标参数提取，并利用得到的参数值进行综合效能评估，其中，所述应急避难场所效能指标参数提取包括：a.适宜性评估参数指标提取，b.资源可利用性评估因子提取，c.有效性因子提取，应急功能完备性因子提取；所述应急避难场所综合效能评估包括：利用求取出的二级指标权重值进行加权求值，得到各一级指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敬海，李博，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32