一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导方法及系统

技术领域：

本发明涉及施工安全领域，特别是涉及一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导方法及系统。

背景技术：

社会的发展带动城市化进程加快，用电的需求与规模也在逐年攀升。为了适应人民日益增长的用电需求，电网的技改、基建、新设备投运等各项工作量成倍增加。供电公司所辖站区平均每月都有近百项施工工作的开展，施工队伍人员素质不一，施工现场安全督导工作点多面广,督导管控难度系数较高，一旦出现事故势必给电力企业带来重大的经济损失，不利于电力企业的稳步发展。但是施工项目中督导人员不足，且施工现场点多面广，往往导致部分施工现场不能如期要求开展巡查督导，造成对各施工现场的施工状态不能有效的了解，延长施工周期的同时容易形成安全隐患。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导方法，运用便携式智能终端为载体依托，利用云端数据库技术、图像采集技术、地理定位技术，实现电力施工现场状态快速全面掌控、督导标准化执行、施工地点精确定位导航、督导工作数据即时掌握，人员到位状态实时查看及督导记录痕迹化管理，有助于提高电力施工安全管控和督导能力，全面提升电力施工安全水平，保证电网安全稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导方法，其步骤是：

步骤一、对各督导区域进行编号，并获取各督导区域的坐标信息后，在电子地图上进行显示；

步骤二、在电子地图上选取任一个督导区域，并根据当前位置信息在电子地图上生成导航路径，人员根据生成的导航路径到达选取的督导区域；

步骤三、具有摄像功能的飞行机器人在督导区域上空飞行获取各采集点的图片，并把获取的图片传输到服务器；

步骤四、服务器根据督导区域的编号和采集点的编号，从云端数据库获取上次储存的对比图片，并把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片；

步骤五、服务器对采集的图片和从云端数据库采集的图片进行对比，对区别之处进行标记后储存在云端数据库，并在显示器上对区别之处进行显示，供人员进行观察，从而实现对工作进度的飞行检查。

步骤六、对当前督导区域检查完成后，生成督导记录二维码显示在显示器上供人员进行扫码从云端数据库获取督导记录；

步骤七、重复步骤二至步骤六，直至所有督导区域完成检查。

进一步的，所述步骤一中，对各督导区域进行编号为通过服务器进行人工手动标号，电子地图通过与服务器连通的显示器进行显示。

进一步的，所述步骤三中，具有摄像功能的飞行机器人为携带摄像机的无人机，其中，摄像机为CCD摄像机。

进一步的，所述步骤三中，所述无人机受控于服务器，对各采集点进行人工手动标号后，无人机根据服务器中储存的飞行路径信息依次飞行到各采集点上空自动进行图片采集，且采集的图像通过与服务器连通的显示屏进行显示。

进一步的，所述飞行路径信息包括飞行轨迹、各采集点标号、各采集点坐标、图片获取角度和图片获取数量。

进一步的，所述步骤三中，根据视频采集点的光照条件，采用可见光视频图像采集技术、被动红外成像技术或主动红外成像技术提高图片采集质量。

进一步的，所述步骤四中，服务器从云端数据库获取上次储存的对比图片后，对对比图片的督导区域编号进行核对，然后解压获得具有采集点编号的对比图片。

进一步的，所述步骤四中，把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片的过程中，首先在获取的图片上标注拍照采集点的标号，然后把标注好的各采集点图片进行打包压缩，附上督导区域编号后传输到云端数据库。

进一步的，所述步骤五中，对区别之处进行标记的方式为：进行颜色渲染后，并备注相对应的督导区域编号、采集点编号、检查时间和检查人员姓名后，发送到云端数据库进行储存。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：基于上述方法的一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导系统，其特征是：包括图像采集模块、服务控制模块、显示模块和云端数据库，所述服务控制模块通过无线与图像采集模块和云端数据库连通，并通过有线与显示模块连通，其中：

图像采集模块：无人机携带摄像机在督导区域上空飞行获取各采集点的图片，并把获取的图片传输到服务控制模块；

服务控制模块：对各督导区域进行编号，并获取各督导区域的坐标信息，在电子地图上选取任一个督导区域后，并根据当前位置信息在电子地图上生成导航路径，供人员进行使用便于根据生成的导航路径到达选取的督导区域，根据督导区域的编号和采集点的编号，从云端数据库获取上次储存的对比图片，并把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片，对采集的图片和从云端数据库采集的图片进行对比，对区别之处进行标记后发送到显示模块进行显示和云端数据库进行储存；

显示模块：在电子地图上进行显示各督导区域，对标记的区别之处进行显示；

云端数据库：用于储存服务控制模块发送的图片。

本发明的有益效果为：

1、本申请运用便携式智能终端为载体依托，利用云端数据库技术、图像采集技术、地理定位技术，实现电力施工现场状态快速全面掌控、督导标准化执行、施工地点精确定位导航、督导工作数据即时掌握，人员到位状态实时查看，督导记录痕迹化管理等，有助于提高电力施工安全管控和督导能力，全面提升电力施工安全水平，保证电网安全稳定运行。

2、本申请应用的视频图像采集技术已包含可见光视频图像采集技术、被动红外成像技术及主动红外成像技术，在选用视频图像采集技术时，应结合视频采集点的光照条件、用户对视频图像的观察效果需求、投资等因素，进行综合考虑，合理选择，在保证图像质量的前提下减少投资。

3、本申请在去施工现场开展工作时能够一键式导航，解决督导人员对施工现场的准确地点和周边环境情况不熟悉造成绕路情况的发生，减少大量路途时间。

4、本申请采用特征定位方法，利用高精度的定位导航能够更快的定位相关工作人员及施工部位，能够很清晰的知道相关人员的行动路线、坐标、地址及施工进度。

5、本申请通过无人机进行飞行巡检，使督导人员在不必要的情况下无需进入施工场地即可完成巡检，从而减少督导人员与施工人员的接触几率，减少交叉感染风险，况且，采用无人机进行巡检，可以在不通知施工人员的情况下进行，能够获取真实的施工状态情况，还可以通过无人机携带的扩音器和麦克风对施工人员进行现场指导和询问，产生的语音信息同样和图片一样进行标注后储存在云端数据库，作为督导记录，操作方便快捷。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中方法的流程框图。

图2为本申请中系统的示意图。

具体实施方式：

下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

实施例

如图1所示，本发明提供一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导方法，其步骤是：

步骤S1、对各督导区域进行编号，并获取各督导区域的坐标信息后，在电子地图上进行显示；

步骤S2、在电子地图上选取任一个督导区域，并根据当前位置信息在电子地图上生成导航路径，人员根据生成的导航路径到达选取的督导区域；

步骤S3、具有摄像功能的飞行机器人在督导区域上空飞行获取各采集点的图片，并把获取的图片传输到服务器；

步骤S4、服务器根据督导区域的编号和采集点的编号，从云端数据库获取上次储存的对比图片，并把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片；

步骤S5、服务器对采集的图片和从云端数据库采集的图片进行对比，对区别之处进行标记后储存在云端数据库，并在显示器上对区别之处进行显示，供人员进行观察，从而实现对工作进度的飞行检查。

步骤S6、对当前督导区域检查完成后，生成督导记录二维码显示在显示器上供人员进行扫码从云端数据库获取督导记录；

步骤S7、重复步骤S2至步骤S6，直至所有督导区域完成检查。

在所述步骤S1中，对各督导区域进行编号为通过服务器进行人工手动标号，电子地图为GIS地图，且通过与服务器连通的显示器进行显示。

其中，与服务器连接的应有人工交互设备，比如：键盘、鼠标、扩音器和语音输入设备，况且，显示器上的显示屏为触摸屏；其编号可以为A、B、C、D……等。

在所述步骤S2中，通过GPS系统获得当前位置信息。

在所述步骤S3中，具有摄像功能的飞行机器人为携带摄像机的无人机，其中，摄像机为CCD摄像机。

静态图象采集可以通过普通的相机拍摄，而后通过扫描把图象数据转化成数字信息存储，摄像机直接把拍摄的图片传输到服务器上处理，这个过程图象拍摄和图象处理分析是分离的，使得系统对图象的分析结果做实时快速响应。

摄像机由两部分组成：光电传感器及数字电路。其中光电传感器是摄像机的核心部件，把光图像转变成视频电信号，一般分为两种，即CCD(电荷耦合器件，Charge CoupledDevice)和CMOS(互补性氧化金属半导体，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)。目前采用的摄像机均为CCD摄像机，其主要技术指标包括：CCD尺寸、水平分辨率、电子快门、感光度。

在所述步骤S3中，所述无人机受控于服务器，对各采集点进行人工手动标号后，无人机根据服务器中储存的飞行路径信息依次飞行到各采集点上空自动进行图片采集，且采集的图像通过与服务器连通的显示屏进行显示。

其中，其中，与服务器连接的应有人工交互设备，比如：键盘、鼠标、扩音器和语音输入设备，况且，显示器上的显示屏为触摸屏；其编号可以为a、b、c、d……等

其中，所述飞行路径信息包括飞行轨迹、各采集点标号、各采集点坐标、图片获取角度和图片获取数量；从而便于无人机根据飞行轨迹进行自动飞行，同时，还可以切换为手动控制飞行，在手动控制飞行时，需要通过与服务器连接的手柄进行遥控无人机进行飞行。

在所述步骤S3中，根据视频采集点的光照条件，采用可见光视频图像采集技术、被动红外成像技术或主动红外成像技术提高图片采集质量。

应用的视频图像采集技术已包含可见光视频图像采集技术、被动红外成像技术及主动红外成像技术，在选用视频图像采集技术时，应结合视频采集点的光照条件、用户对视频图像的观察效果需求、投资等因素，进行综合考虑，合理选择，在保证图像质量的前提下减少投资。

在所述步骤四中，服务器从云端数据库获取上次储存的对比图片后，对对比图片的督导区域编号进行核对，然后解压获得具有采集点编号的对比图片。

云端数据库只是以服务的方式提供数据库功能并没有专属于自己的数据模型，云端数据库所采用的数据模型可以是关系数据库所使用的关系模型(微软的SQL Azure云数据库、阿里云RDS都采用了关系模型)，也可以是NoSQL数据库所使用的非关系模型(AmazonDynamo云数据库采用的是“键/值”存储)。

UMP(Unified MySQL Platform)系统是低成本和高性能的MySQL云数据库方案。因此本申请采用UMP系统作为云端数据库，总的来说，UMP系统架构设计遵循了以下原则：

保持单一的系统对外入口，并且为系统内部维护单一的资源池。消除单点故障，保证服务的高可用性。保证系统具有良好的可伸缩，能够动态地增加、删减计算与存储节点。保证分配给用户的资源也是弹性可伸缩的，资源之间相互隔离，确保应用和数据安全。具有容灾、读写分离、分库分表、资源管理、资源调度、资源隔离、数据安全。

标注为Aa1的图片，为督导区域A中采集点a的第一拍摄角度图片；标注为Aa2的图片，为督导区域A中采集点a的第二拍摄角度图片……，以此类推，由此能够直接通过图片获取相应的督导区域、采集点和拍摄角度，便于进行运算处理。

在所述步骤S4中，把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片的过程中，首先在获取的图片上标注拍照采集点的标号，然后把标注好的各采集点图片进行打包压缩，附上督导区域编号后传输到云端数据库。

督导区域A中采集点a的第一拍摄角度图片标注为Aa1，督导区域A中采集点a的第二拍摄角度图片标注为Aa2……，以此类推。

在所述步骤S5中，对区别之处进行标记的方式为：进行颜色渲染后，并备注相对应的督导区域编号、采集点编号、检查时间和检查人员姓名后，发送到云端数据库进行储存。

其中，颜色可选择为灰色、蓝色等，或者采用虚线对轮廓进行勾勒，由于备注督导区域编号、采集点编号、检查时间和检查人员姓名，实现电力施工现场状态快速全面掌控、督导标准化执行、施工地点精确定位导航、督导工作数据即时掌握，人员到位状态实时查看，督导记录痕迹化管理等。

在所述步骤S6、对当前督导区域检查完成后，生成督导记录二维码显示在显示器上供人员进行扫码从云端数据库获取督导记录。

督导记录包括督导人员输入的文字信息、语音信息、对区别之处进行标记的图片、无人机对采集点巡检的飞行轨迹等同一个督导区域中产生的其他所有信息；督导信息与二维码形成映射，实现通过相应软件扫描二维码能直接从云端数据库获取督导记录并进行显示、播报，相应软件可以为电e宝、微信等。

如图2所示，为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：基于上述方法的一种基于GIS地图的全域施工现场飞行督导系统，包括图像采集模块21、服务控制模块22、显示模块24和云端数据库23，所述服务控制模块22通过无线与图像采集模块21和云端数据库23连通，并通过有线与显示模块24连通，其中：

图像采集模块21：无人机携带摄像机在督导区域上空飞行获取各采集点的图片，并把获取的图片传输到服务控制模块；

服务控制模块22：对各督导区域进行编号，并获取各督导区域的坐标信息，在电子地图上选取任一个督导区域后，并根据当前位置信息在电子地图上生成导航路径，供人员进行使用便于根据生成的导航路径到达选取的督导区域，根据督导区域的编号和采集点的编号，从云端数据库获取上次储存的对比图片，并把获取的图片传输到云端数据库作为下次飞行督导时的对比图片，对采集的图片和从云端数据库采集的图片进行对比，对区别之处进行标记后发送到显示模块进行显示和云端数据库进行储存；

显示模块24：在电子地图上进行显示各督导区域，对标记的区别之处进行显示；

云端数据库23：用于储存服务控制模块发送的图片。

通过对公开的系统进行使用，以实现上述公开的方法步骤。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本申请不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。