用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統的製作方法
2023-10-26 05:28:27
本發明涉及圖像處理的技術領域，特別涉及一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統。
背景技術：
在經濟快速發展的形勢下，高壓輸電線路的分布越來越廣，而隨著近年來人類活動對自然環境的破壞不斷加劇，以及地殼活動的頻繁，越來越多的輸電線路收到地質災害(如塌方、泥石流和山體滑坡等)的威脅。地質災害的發生對電網安全造成嚴重後果，輕則發生塔杆傾斜，重則發生倒塔事故，因此，有必要對輸電新路的地質災害進行檢測。
而現有技術是採用人工巡視的方式實現對輸電線路的地質災害的檢測，每一巡視周期至少幾天或一個月，浪費人力物力，且檢測效率低下，無法滿足現代電網發展的實際需要。且在人工巡視的方式下，監測結果受巡視人員的主觀判斷影響較大，監測結果準確性差。
無人機航拍技術是近年來迅速發展起來的遙感圖像獲取手段，其成像解析度高、易於拍攝帶狀區域等優點，對輸電線路地質災害的監測提供了全新的有力手段。但目前無人機遙感圖像在使用過程中一般數據量龐大且隨時間成遞增，且為了更好的進行地質災害檢測往往需要引入大量的圖像信息，人工處理這些數據浪費大量時間，降低工作效率。同時無人機遙感圖像受光照等因素影響，降低地質災害檢測結果的準確性。
技術實現要素：
本發明的發明目的在於提供一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統，以解決對地質災害檢測過程中，由於無人機氧那圖像數量巨大，人工處理需浪費大量時間，降低工作效率，並且無人機遙感圖像受光照等因素影響，降低地質災害檢測結果的準確性。
根據本發明實施例，提供了一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統包括：
圖像預處理模塊，用於根據所述無人機遙感圖像，提取所述無人機遙感圖像的顏色特徵和邊緣特徵；
圖像分類模塊，用於獲取所述無人機遙感圖像對應的信息、所述顏色特徵和/或邊緣特徵，對所述無人遙感圖像進行分類；所述信息包括所述無人遙感圖像的拍攝時間、拍攝地點和設備屬性；
圖像資料庫，用於存儲所述無人機遙感圖像、對應的信息、顏色特徵和邊緣特徵；
用戶權限模塊，用於根據訪問請求，獲取所述訪問請求對應的訪問數據。
進一步，所述用戶權限模塊還包括，
確定單元，用於根據獲取訪問請求，確定所述訪問請求對應的訪問權限；
獲取數據單元，用於根據所述訪問權限，獲取所述訪問權限對應的所述圖像資料庫的數據。
進一步，所述獲取數據單元包括，
用戶角色確定子單元，用於將所述訪問請求和用戶角色表的數據比較，根據比較結果確定所述訪問請求的等級；
用戶權限確定子單元，用於將所述訪問請求的等級和權限表的數據比較，根據比較結果確定所述訪問請求對應的訪問權限。
進一步，所述圖像預處理模塊包括，
顏色信息提取單元，用於根據所述無人機遙感圖像，提取RGB像素顏色信息；
像素信息處理單元，用於對所述RGB像素顏色信息進行灰度拉伸和歸一化處理，得到處理後的圖像信息；
提取特徵單元，根據所述圖像信息，生成顏色直方圖和梯度方向直方圖；根據所述顏色直方圖和所述梯度方向直方圖，提取顏色特徵和邊緣特徵。
進一步，所述圖像資料庫，還用於存儲所述顏色直方圖和所述梯度方向直方圖。
進一步，所述系統還包括，
檢索模塊，用於獲取待檢索圖像，提取待檢索圖像的顏色特徵和邊緣特徵；將所述待檢索圖像的顏色特徵和邊緣特徵與所述圖像資料庫內的顏色特徵和邊緣特徵相比較，根據比較結果，確定所述圖像資料庫內與待檢索圖像相匹配的無人機遙感圖像。
進一步，所述系統還包括，
查詢模塊，用於根據查詢請求，確定所述查詢請求對應的所述圖像資料庫的數據。
進一步，所述系統還包括，
數據輸出模塊，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據輸出。
進一步，所述系統還包括，
數據輸入模塊，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據輸入。
進一步，所述系統還包括，
數據維護單元，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據更改或刪除。
由以上技術方案可知，本發明提供一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統，該系統先將獲取的無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理，提取特徵點，並根據特徵點或者獲取無人機遙感圖像的時間、地點等信息進行分類，用戶可根據需要，設定查詢條件對特定的無人機遙感圖像進行查詢，並對特定的無人機遙感圖像進行檢索，減少工作人員查找圖像的時間，提高工作效率；並且對無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理後，提高無人機遙感圖像的精度，提高對地質災害檢測的準確性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明提供的一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統的結構示意圖；
圖2為圖1的用戶權限模塊的結構示意圖；
圖3為圖1的獲取數據單元的結構示意圖；
圖4為圖1的圖像預處理模塊的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
如圖1所示，根據本發明的實施例，提供了一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統包括：
圖像預處理模塊11，用於根據所述無人機遙感圖像，提取所述無人機遙感圖像的顏色特徵和邊緣特徵；
顏色特徵和邊緣特徵為地質災害的具有特點的顏色和輪廓的邊緣。
圖像分類模塊12，用於獲取所述無人機遙感圖像對應的信息、所述顏色特徵和/或邊緣特徵，對所述無人遙感圖像進行分類；所述信息包括所述無人遙感圖像的拍攝時間、拍攝地點和設備屬性；
圖像分類模塊也可根據用戶對無人機遙感圖像的顏色特徵和/或邊緣特徵的定義標籤進行匹配分類。
圖像資料庫13，用於存儲所述無人機遙感圖像、對應的信息、顏色特徵和邊緣特徵；
用戶權限模塊14，用於根據訪問請求，獲取所述訪問請求對應的訪問數據。
用戶可分為不同等級，不同等級的用戶擁有不同的操作資料庫的權限，根據用戶訪問請求，獲取訪問請求對應的訪問數據。
由以上技術方案可知，本實施例提供一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統，該系統先將獲取的無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理，提取特徵點，並根據特徵點或者獲取無人機遙感圖像的時間、地點等信息進行分類，用戶可根據需要，設定查詢條件對特定的無人機遙感圖像進行查詢，並對特定的無人機遙感圖像進行檢索，減少工作人員查找圖像的時間，提高工作效率；並且對無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理後，提高無人機遙感圖像的精度，提高對地質災害檢測的準確性。
如圖2所示，進一步，所述用戶權限模塊14還包括，
確定單元21，用於根據獲取訪問請求，確定所述訪問請求對應的訪問權限；
用戶的訪問請求可分為不同的等級，比如普通用戶、維護管理人員和超級管理員，每個不同的訪問等級對應不同的訪問權限，比如普通用戶只能進行數據的檢索和查詢，維護管理人員和超級管理員可對資料庫的存儲數據進行刪除、更改、導入和導出。
獲取數據單元22，用於根據所述訪問權限，獲取所述訪問權限對應的所述圖像資料庫的數據。
如圖3所示，進一步，所述獲取數據單元22包括，
用戶角色確定子單元31，用於將所述訪問請求和用戶角色表的數據比較，根據比較結果確定所述訪問請求的等級；
用戶角色表是用戶名和用戶角色對應的數據表，根據訪問請求如用戶名或密碼等，在用戶角色表上查找該訪問請求對應的角色，以確定訪問請求的級別，如普通用戶、維護管理人員和超級管理員等。
用戶權限確定子單元32，用於將所述訪問請求的等級和權限表的數據比較，根據比較結果確定所述訪問請求對應的訪問權限。
根據訪問請求的等級，在權限表裡查找對應該等級的權限，比如普通用戶只能進行數據的檢索和查詢，維護管理人員和超級管理員可對資料庫的存儲數據進行刪除、更改、導入和導出。
如圖4所示，進一步，所述圖像預處理模塊11包括，
顏色信息提取單元41，用於根據所述無人機遙感圖像，提取RGB像素顏色信息；
RGB分別代表著3種顏色：R代表紅色，G代表綠色、B代表藍色。圖像中每一個像素的RGB分量分配一個0～255範圍內的強度值。
像素信息處理單元42，用於對所述RGB像素顏色信息進行灰度拉伸和歸一化處理，得到處理後的圖像信息；
由於無人機遙感圖像灰度分布集中在較窄的區間，引起圖像細節不夠清晰，採用灰度拉伸處理後，可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細節清晰，達到增強的目的，針對每個RGB像素顏色信息進行灰度拉伸，使得圖像的灰度間距加大，可使得原本模糊的圖像變得清晰，提高圖像的精度。圖像歸一化去除無人遙感圖像的光照和陰影的影響，再次提高圖像的精度。
提取特徵單元43，根據所述圖像信息，生成顏色直方圖和梯度方向直方圖；根據所述顏色直方圖和所述梯度方向直方圖，提取顏色特徵和邊緣特徵。
顏色直方圖由RGB像素顏色信息轉換為HSV像素顏色信息，HSV中H代表色調，用角度度量，取值範圍為0°～360°，從紅色開始按逆時針方向計算，紅色為0°，綠色為120°,藍色為240°。它們的補色是：黃色為60°，青色為180°,品紅為300°。飽和度S表示顏色接近光譜色的程度。一種顏色，可以看成是某種光譜色與白色混合的結果。其中光譜色所佔的比例愈大，顏色接近光譜色的程度就愈高，顏色的飽和度也就愈高。飽和度高，顏色則深而豔。光譜色的白光成分為0，飽和度達到最高。通常取值範圍為0％～100％，值越大，顏色越飽和。明度V表示顏色明亮的程度，對於光源色，明度值與發光體的光亮度有關；對於物體色，此值和物體的透射比或反射比有關。通常取值範圍為0％(黑)到100％(白)。
由於明度V受到光照影響差異較大，因此在檢測過程中不需要對明度V進行分析，因此不需要明度值，根據HSV像素顏色信息生成顏色直方圖。
根據歸一化的圖像，利用一階微分計算圖像梯度，然後基於梯度幅值的方向進行權重投影，然後對特徵向量進行歸一化處理，然後生成梯度方向直方圖。
顏色特徵和邊緣特徵為地質災害的具有特點的顏色和輪廓的邊緣。
進一步，所述圖像資料庫13，還用於存儲所述顏色直方圖和所述梯度方向直方圖。
進一步，所述系統還包括，
檢索模塊15，用於獲取待檢索圖像，提取待檢索圖像的顏色特徵和邊緣特徵；將所述待檢索圖像的顏色特徵和邊緣特徵與所述圖像資料庫內的顏色特徵和邊緣特徵相比較，根據比較結果，確定所述圖像資料庫內與待檢索圖像相匹配的無人機遙感圖像。
檢索模塊根據用戶輸入的待檢索的無人遙感圖像，對無人遙感圖像進行顏色特徵和邊緣特徵提取，並與圖像資料庫存儲的顏色特徵和邊緣特徵進行比較，將與待檢索的無人遙感圖像相匹配的圖像，方便用戶對數據的查找，提高工作效率。
進一步，所述系統還包括，
查詢模塊16，用於根據查詢請求，確定所述查詢請求對應的所述圖像資料庫的數據。
查詢可以按照拍攝日期、拍攝地點、設備屬性和特徵標籤進行查找相對應的數據。
進一步，所述系統還包括，
數據輸出模塊18，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據輸出。
訪問權限可分為普通用戶權限、維護管理人員權限和超級管理員權限等，普通用戶權限不可以對數據輸出模塊進行操作，維護管理人員和超級管理人員通過訪問權限則可以對將數據導出。通過設定訪問權限控制訪問人員的操作，防止有人惡意將數據導出，使數據洩露的情況發生，增加圖像資料庫的保密性。
進一步，所述系統還包括，
數據輸入模塊19，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據輸入。
訪問權限可分為普通用戶權限、維護管理人員權限和超級管理員權限等，普通用戶權限不可以對數據輸入模塊進行操作，維護管理人員和超級管理人員通過訪問權限則可以對將數據導入。通過設定訪問權限控制訪問人員的操作，使數據洩露的情況發生，增加圖像資料庫的保密性。
數據維護模塊17，用於將所述訪問權限和預設的訪問權限相比較，根據比較結果，判定是否將指定的數據更改或刪除。
訪問權限可分為普通用戶權限、維護管理人員權限和超級管理員權限等，普通用戶權限不可以對數據輸入模塊進行操作，維護管理人員和超級管理人員通過訪問權限則可以對將數據進行維護，維護包括數據和無人機遙感圖像的更改或刪除。通過設定訪問權限控制訪問人員的操作，使數據洩露或惡意破壞資料庫的情況發生，增加圖像資料庫的保密性和穩定性。
由以上技術方案可知，本發明提供一種用於輸電線路地質災害檢測的無人機遙感圖像處理系統，該系統先將獲取的無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理，提取特徵點，並根據特徵點或者獲取無人機遙感圖像的時間、地點等信息進行分類，用戶可根據需要，設定查詢條件對特定的無人機遙感圖像進行查詢，並對特定的無人機遙感圖像進行檢索，減少工作人員查找圖像的時間，提高工作效率；並且對無人機遙感圖像進行灰度拉伸和歸一化處理後，提高無人機遙感圖像的精度，提高對地質災害檢測的準確性。
本領域技術人員在考慮說明書及實踐這裡公開的發明後，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理並包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正範圍和精神由下面的權利要求指出。
應當理解的是，本發明並不局限於上面已經描述並在附圖中示出的精確結構，並且可以在不脫離其範圍進行各種修改和改變。本發明的範圍僅由所附的權利要求來限制。