一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，包括步骤：以炮站为原点，将炮站一定作业范围均匀划分为若干个扇形作业空间；采集炮站所有作业空间内建筑物样本，提取建筑物分布信息；提取炮站所有作业空间内的人类活动信息，构建评价风险单元；计算以发射方位角划分的各个作业空间的风险单元与各作业空间总单元的比值，即作业空间风险概率，作为炮站周边风险快速评估指数。本发明专利技术适用于炮站周边无相对较大的城镇、建筑分布较少的区域炮站类型。在人工影响天气作业前，采用上述方法对炮站周边进行落弹风险评估，有利于对炮站周边地面安全问题进行快速精准风险分析，为人工影响天气安全作业提供有效数据支撑。撑。撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法


[0001]本专利技术属于人工影响天气作业
，具体涉及一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法。

技术介绍

[0002]人工影响天气作业炮站开展的主要业务是人工增雨和防雹工作，同时肩负着气象防灾减灾信息服务任务，充分发挥着防灾减灾第一道防线的作用。近些年来，随着全球气候加剧变暖，各地区各种各样的气象灾害频发，与此同时人工影响天气作业也更为频繁，其作业过程中的安全问题备受关注。同时，随着城市化进程的快速发展，对作业点周边地面安全风险分析，提出了更为严峻的考验。目前的人工影响天气作业安全风险主要侧重于空域、炮弹运输与存储、作业过程以及配套的系统设计、管理、制度等方面。其中人工影响天气作业过程中，炮弹、弹壳的落点位置直接影响到人们的生活生产安全，精准调查掌握作炮站业点周围人口和重要设施分布情况，可以有效规避人影作业事故的发生，提高人影高炮作业点的作业效率和安全性。目前，遥感技术是地表状况监测重要手段，尤其是高分辨率遥感影像，其具备大范围、精细化和高频次的地表监测能力，人工影响天气作业与高分辨率卫星遥感相结合的风险评估研究成果尚不多见，相关风险评估技术的研究与服务应用对推动人工影响天气事业的高质量发展具有很好的现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是，提供一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，利用高分辨率卫星遥感资料，调查掌握作业点周围重要设施与人口分布情况，对炮站周边地面安全问题进行风险分析，为人工影响天气安全作业提供有效数据支撑。
[0004]本专利技术采用的技术方案是一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，包括以下步骤：
[0005]S1、以炮站为原点，将炮站一定作业范围均匀划分为若干个扇形作业空间；
[0006]S2、采集炮站所有作业空间内建筑物样本，提取建筑物分布信息；
[0007]S3、提取炮站所有作业空间内的人类活动信息，构件评价风险单元；
[0008]S4、通过以发射方位角划分的各个作业空间的风险单元与各作业空间总单元的比值计算作业空间中的炮弹落点概率，作为炮站周边风险评估指数。
[0009]进一步的，所述步骤S1，采用以圆心角为15
°
的扇形为步长，以炮站为原点，以正北方向为起点，按顺时针方向，即基于发射方位角将炮站10km作业范围划分为24个扇形作业空间。
[0010]进一步的，所述步骤S2，利用高分辨率遥感影像，对图像预处理后，结合地面调查和其他辅助数据资料，对建设用地的遥感影像进行特征分析，通过精度评价对建设用地特征提取方法比较提取建筑信息，结合实地验证与类型样本，对建筑进行分类、边界提取和矢量输出，得到建筑分布专题图。
[0011]进一步的，所述图像预处理包括影像纠正、影像增强、影像配准和影像融合。
[0012]进一步的，所述步骤S3，采用基于样本的面向对象法进行提取，结合前期采集的建筑物样本，利用K邻近法算法完成人类活动信息分布提取；当单元人类活动面积≥8m2时作为风险单元，若不足8m2则舍去，不作为风险单元进行统计。
[0013]进一步的，所述步骤S4，计算作业空间的风险单元与各作业空间总单元的比值表征风险概率状况，算法如下：
[0014][0015]式中：P
i
为第i个作业空间中的炮弹落点概率，取值范围为0
‑
1；A
i
为第i个作业空间内风险单元数；S
i
为第i个作业空间内总单元数。
[0016]本专利技术的有益效果是：用高分辨率卫星遥感资料，调查掌握人工影响天气炮站作业点周围重要设施与人口分布情况，仅考虑发射方位角度，按照扇形作业空间人类活动面积大小(风险单元)占比情况构建了炮站作业风险快速评估概率指数模型，定量评估分析了人工影响作业炮站24个作业空间风险等级，对炮站周边地面安全问题进行快速风险分析，为人工影响天气安全作业提供有效数据支撑。
附图说明
[0017]图1为本专利技术方法流程图；
[0018]图2为本专利技术作业空间划分图；
[0019]图3为本专利技术技术流程图；
[0020]图4为本专利技术卫星影像处理流程图；
[0021]图5为本专利技术建筑物分割效果图；
[0022]图6为本专利技术建筑物提取结果图；
[0023]图7为本专利技术风险单元示意图；
[0024]图8为本专利技术炮站快速评估风险评估成果图。
具体实施方式
[0025]以下将结合说明书附图和实施例对本专利技术进一步解释说明，以便于本领域准也技术人员更好地理解。
[0026]实施例1
[0027]一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，包括以下步骤：
[0028]S1、采集炮站所有作业空间内建筑物样本，提取建筑物分布信息；
[0029]S2、以炮站为原点，将炮站一定作业范围均匀划分为若干个扇形作业空间；
[0030]S3、提取炮站所有作业空间内的人类活动信息，构件评价风险单元；
[0031]S4、通过以发射方位角划分的各个作业空间的风险单元与各作业空间总单元的比值计算作业空间中的炮弹落点概率，作为炮站周边风险评估指数。
[0032]所述步骤S1，如图2所示，为评价人影作业炮弹或弹壳的落点风险程度，同时考虑到在实际操作中的可行性，采用以圆心角为15
°
的扇形为步长，以炮站为原点，以正北方向为起点，按顺时针方向，将炮站10km作业范围划分为24个扇形作业空间。
[0033]所述步骤S2，利用高分辨率遥感影像，对图像预处理后，结合地面调查和其他辅助数据资料，即已有土地利用资料和建设用地样本库，对建设用地的遥感影像进行特征分析，通过精度评价对建设用地特征提取方法比较提取建筑信息，结合实地验证与类型样本，对建筑进行分类、边界提取和矢量输出，得到建筑分布专题图。其技术流程如图3所示。
[0034]其中，所述图像预处理包括影像纠正、影像增强、影像配准和影像融合。研究选取2020年8月份无云的影像数据，并运用ENVI 5.5软件对其进行辐射定标、FLAASH大气校正、RPC正射校正、Neighbor Diffusion(NNDiffuse)PAN sharpening融合等预处理，预处理流程如图3所示。
[0035]所述步骤S3，采用基于样本的面向对象法进行提取，结合前期采集的建筑物样本，利用K邻近法算法完成人类活动信息分布提取。面向对象分类技术是近些年来备受关注的影像分类方法，适用于中高空间分辨率影像解译分类。该方法将临近的像元作为一个对象整体，分类中充分利用数据在空间、纹理、光谱信息的相似性来进行对象分割，进而在分割的基础上进行分类，结果再以栅格分类结果或者矢量输出。研究基于ENVI Feature Extraction模块，运用基于规则的图像分类工具：Feature Extraction/Rule Based Feature Extr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以炮站为原点，将炮站一定作业范围均匀划分为若干个扇形作业空间；S2、采集炮站所有作业空间内建筑物样本，提取建筑物分布信息；S3、提取炮站所有作业空间内的人类活动信息，构建评价风险单元；S4、通过以发射方位角划分的各个作业空间的风险单元与各作业空间总单元的比值计算作业空间中的炮弹落点概率，作为炮站周边风险评估指数。2.根据权利要求1所述的一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，其特征在于，所述步骤S1，采用以圆心角为15
°
的扇形为步长，以炮站为原点，以正北方向为起点，按顺时针方向，即基于发射方位角将炮站10km作业范围划分为24个扇形作业空间。3.根据权利要求1所述的一种基于方位角的人影炮站周边作业风险评价方法，其特征在于，所述步骤S2，利用高分辨率遥感影像，对图像预处理后，结合地面调查和其他辅助数据资料，对建设用地的遥感影像...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄林峰，宋善海，唐红祥，陈果，卜英竹，胡锋，石悦，彭波，
申请(专利权)人：贵州省生态气象和卫星遥感中心，
类型：发明
国别省市：