本發(fā)明屬于水利工程信息監(jiān)測與管理領(lǐng)域，具體涉及到一種多源水利工程影像信息的采集、制作和管理。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，我國建設(shè)了大量的水利工程，其在防洪、除澇、灌溉、發(fā)電等方面起著重要的作用。但這些水利工程相應(yīng)的影像信息記錄極其缺乏，工程全貌狀態(tài)、四季環(huán)境特點、已建和在建的諸多工程均沒有進行信息記錄。隨著流域環(huán)境、管理方式的變化，水利工程的運行特點與狀態(tài)均發(fā)生了變化，尤其是其運行初期的信息更加難以獲取，從而缺乏對工程建筑物、流域環(huán)境等總體性的掌握，使得在水利工程運行管理時可能陷入被動的局面。

傳統(tǒng)的水利工程影像信息主要利用數(shù)碼相機、無人機、衛(wèi)星等設(shè)備對其進行拍攝獲得。然而，水利工程具有建筑物面積和水域覆蓋面積較大及大壩、機組等工程單元規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，因此，常規(guī)的影像技術(shù)難以全面反映出工程的全局、實際狀態(tài)。加之搜集到的基礎(chǔ)影像為單一的航拍視頻、遙感圖像或普通照片，影像數(shù)據(jù)分散，未形成系統(tǒng)。不能科學(xué)的反映水利工程的動態(tài)影像變化，遠程管理能力薄弱。此外，水利工程通常所處位置偏僻，現(xiàn)場調(diào)查也不能全面掌握工程狀態(tài)。專利cn104268939a提出了一種將三維全景技術(shù)應(yīng)用到變電站的虛擬現(xiàn)實中，使工作人員能夠直觀清楚的熟悉當(dāng)前變電站區(qū)域的設(shè)備分布與性能狀態(tài)。但其只實現(xiàn)了對單一變電站的單一狀態(tài)的管理，未對變電站不同狀態(tài)進行展示，且采用的采集技術(shù)單一。專利cn105718650a提出了將三維全景技術(shù)應(yīng)用于隱蔽工程的記錄歸檔，但其采用的采集技術(shù)單一，未建立專門的信息管理系統(tǒng)，不易于數(shù)據(jù)的管理。

綜上，已有的技術(shù)在信息采集、系統(tǒng)管理方面都進行了有益的探索，但對水利工程這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、專業(yè)性強的影響信息系統(tǒng)還有待研發(fā)針對性的技術(shù)與方法。本發(fā)明結(jié)合三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)，通過多種途徑采集水利工程的影像信息，并對獲取的各影像信息進行處理與整合，在此基礎(chǔ)上建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)信息管理系統(tǒng)，以遠程掌握工程的運行狀態(tài)，保障水利工程的安全運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種多源水利工程影像信息系統(tǒng)，根據(jù)水利工程的特點，采集水利工程的基本影像信息與動態(tài)影像信息，運用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)拍攝水利工程的陸面普通照片、陸面普通視頻、陸面全景照片、航拍普通照片、航拍全景照片和航拍視頻。在此基礎(chǔ)上，對獲取的各影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，制作成三維全景漫游系統(tǒng)，并建立影像信息管理系統(tǒng)，以遠程掌握水利工程不同狀態(tài)下的運行情況，從而進行有效地管理。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種多源水利工程影像信息系統(tǒng)，包括水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊、水利工程影像三維全景漫游制作模塊和水利工程影像信息管理模塊。

所述水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊用于采用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)采集水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)的陸面和航拍的普通照片、全景照片和視頻數(shù)據(jù)，得到各水利工程影像信息；所述水利工程是指在建或已建用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程及其流域環(huán)境；所述水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)是指已建工程的基本狀態(tài)、四季外景、特大洪水、泄洪及滿庫等狀態(tài)和在建工程的每月施工狀態(tài)及特殊狀態(tài)等。

所述水利工程影像三維全景漫游制作模塊用于對水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊采集的各水利工程影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，采用三維全景漫游制作方法將上述影像信息制成三維全景漫游系統(tǒng)。

所述水利工程影像信息管理模塊包括查詢顯示模塊、工程基本信息管理模塊、三維全景漫游模塊、視頻管理模塊、靜態(tài)圖集管理模塊和系統(tǒng)管理模塊，用于整合遠程管理查詢水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊采集的各水利工程影像信息和水利工程影像三維全景漫游制作模塊制作的三維全景漫游系統(tǒng)。

所述的查詢顯示模塊用于對水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的影像信息和水利工程影像三維全景漫游制作模塊所制作的漫游場景進行條件檢索查詢，以獲得用戶期望的影像信息。查詢以影像采集時間、采集地點及類型為關(guān)鍵字對所有的影像信息進行檢索，檢索結(jié)果以縮略圖列表或?qū)Ρ攘斜磉M行展示。所述的工程基本信息管理模塊用于所采集影像信息的水利工程整體概況信息的展示和編輯。所述的三維全景漫游模塊用于管理水利工程影像三維全景漫游制作模塊所制作的三維全景漫游系統(tǒng)，包括水利工程現(xiàn)場真實信息的三維漫游、視頻播放和查詢，其中，三維全景展示用于展示不同采樣點的360°周邊情況；視頻播放用于播放制作與采樣點相關(guān)的視頻；查詢用于搜索出某一水利工程的某一采樣點的三維全景展示信息。視頻管理模塊用于管理水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的各水利工程陸面和航拍的視頻信息，包括視頻的預(yù)覽、上傳、下載、刪除和查詢。靜態(tài)圖集管理模塊用于管理水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的陸面和航拍的普通照片和全景照片，包括水利工程圖片信息的展示、上傳、下載、刪除和查詢。系統(tǒng)管理模塊用于管理使用本系統(tǒng)的用戶信息和用戶所擁有的權(quán)限信息，包括權(quán)限信息的預(yù)覽、查詢、新增、刪除、編輯、用戶權(quán)限的分配和用戶信息的預(yù)覽、查詢、新增、刪除和編輯和信息導(dǎo)出。

所述多源水利工程影像信息系統(tǒng)運用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)在陸面和空中拍攝水利工程的普通照片、全景照片和視頻，獲取水利工程的基本影像信息與動態(tài)影像信息。在此基礎(chǔ)上，對獲取的各影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，制作成三維全景漫游系統(tǒng)。

所述水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊用于采集水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)的圖像與視頻數(shù)據(jù)，包括如下步驟：

步驟s1-1，勘察水利工程現(xiàn)場實際情況；

對水利工程現(xiàn)場進行實地勘察，記錄其工程全貌狀態(tài)和周邊環(huán)境等基本信息，勘察水利工程現(xiàn)場實際情況；

步驟s1-2，制定水利工程不同狀態(tài)的拍攝方案；

在勘察水利工程現(xiàn)場后，根據(jù)工程及周邊環(huán)境的實際情況制定采集時間、采集方式和采集周期等，制定水利工程不同狀態(tài)的拍攝方案。

步驟s1-3，選取全景采樣點并規(guī)劃拍攝路線；

選取水利工程關(guān)鍵位置點作為陸面全景照片與航拍全景照片的拍攝點，并根據(jù)水利工程實際情況規(guī)劃陸面拍攝路線與航拍路線。

步驟s1-4，使用無人機及三維全景采集設(shè)備拍攝視頻和照片。

使用無人機拍及全景采集設(shè)備對水利工程現(xiàn)場進行普通照片、全景照片和視頻的拍攝。

所述水利工程影像三維全景漫游制作模塊對采集的各水利工程影像信息進行處理，制成三維全景漫游系統(tǒng)，包括如下步驟：

步驟s2-1，影像信息預(yù)處理；

使用ptgui等全景圖像拼接軟件對采集的全景照片與制作的平面效果圖進行拼接與創(chuàng)建及使用繪聲繪影等視頻制作軟件對采集的視頻進行編輯等操作。

步驟s2-2，場景信息預(yù)處理；

將步驟s2-1中制作的全景圖像及視頻導(dǎo)入到全景大師等三維全景漫游制作軟件中，生成各場景，并對各場景進行排序、修天補地和視野設(shè)置等操作。

步驟s2-3，熱點添加；

創(chuàng)建用于各場景間切換、普通照片展示和陸面及航拍視頻播放的超鏈接。

步驟s2-4，皮膚與平面圖制作；

為漫游系統(tǒng)添加文字說明與平面導(dǎo)航。其中，平面圖采用水利工程的遙感影像。平面圖的制作包括熱點添加和正北方向設(shè)置等。

步驟s2-5，三維全景漫游系統(tǒng)導(dǎo)出。

將制作好的三維全景漫游系統(tǒng)發(fā)布成可用瀏覽器查看的網(wǎng)頁形式。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種水利工程不同狀態(tài)影像數(shù)據(jù)采集與管理的系統(tǒng)及方法，運用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)在陸面和空中拍攝水利工程的普通照片、全景照片和視頻，獲取水利工程的基本影像信息與動態(tài)影像信息。在此基礎(chǔ)上，對獲取的各影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，制作成三維全景漫游系統(tǒng)，并建立影像信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)水利工程不同狀態(tài)影像信息的管理與查詢，以掌握水利工程不同狀態(tài)下的運行情況，從而提高水利工程管理的效率。

附圖說明

圖1是多源水利工程影像信息系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是水利工程影像信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是水利工程影像數(shù)據(jù)采集工作流程示意圖；

圖4是水利工程影像三維全景漫游制作工作流程示意圖；

圖中：1水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊；2水利工程三維全景漫游制作模塊；3水利工程影像信息管理系統(tǒng)模塊；

3-1查詢顯示模塊；3-2工程基本信息管理模塊；3-3三維全景漫游模塊；3-4視頻管理模塊；3-5靜態(tài)圖集管理模塊；3-6系統(tǒng)管理模塊。

具體實施方式

以下是結(jié)合技術(shù)方案和附圖對本發(fā)明的詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施措施僅僅用以解釋本發(fā)明并不用于限定本發(fā)明。

圖1所示為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明實例提供了一種多源水利工程影像信息系統(tǒng)，包括：水利工程影像數(shù)據(jù)采集與制作1、水利工程影像三維全景漫游制作2和水利工程影像信息管理系統(tǒng)3。所述水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊1用于使用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)采集水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)的陸面和航拍的普通照片、全景照片和視頻數(shù)據(jù)，得到各水利工程影像信息；所述水利工程影像三維全景漫游制作2用于對水利工程影像數(shù)據(jù)采集與制作1所采集的各水利工程影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，制作成三維全景漫游系統(tǒng)；水利工程影像信息管系統(tǒng)3用于遠程管理查詢水利工程影像數(shù)據(jù)采集與制作1采集和制作的原始圖像與視頻信息和水利工程影像三維全景漫游制作2制作的全景漫游系統(tǒng)。

所述水利工程影像信息管理系統(tǒng)3用于整合管理查詢所采集的水利工程影像信息與制作的三維全景漫游系統(tǒng)，采用瀏覽器/服務(wù)器模式，使處于不同地域的水利工程管理人員通過互聯(lián)網(wǎng)即可訪問本系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，包括3-1查詢展示模塊、3-2工程基本信息管理模塊、3-3三維全景漫游模塊、3-4視頻管理模塊、3-5靜態(tài)圖集管理模塊和3-6系統(tǒng)管理模塊。

本發(fā)明實施例中，所述查詢展示模塊3-1用于對水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的影像信息和水利工程影像三維全景漫游制作模塊所制作的漫游場景進行條件檢索，以獲得用戶期望的影像信息。查詢以影像采集時間、采集地點及類型為關(guān)鍵字對所有的影像信息進行檢索，檢索結(jié)果以縮略圖列表或?qū)Ρ攘斜磉M行展示?？s列圖列表用于展示符合查詢條件的所有信息，供快速瀏覽；對比列表用以展示不同狀態(tài)下的同一采集點的影像信息，供對比查看。

本發(fā)明實施例中，所述工程基本信息展示模塊3-2用于所采集影像信息的水利工程整體概況信息的展示和編輯。其中，基本信息展示以水利工程名稱為關(guān)鍵字建立水利工程基本信息樹狀結(jié)構(gòu)，方便用于瀏覽各水利工程的基本信息；基本信息編輯用于修改基本信息的文字和圖片。

本發(fā)明實施例中，所述三維全景漫游模塊3-3用于管理水利工程影像三維全景漫游制作模塊所制作的三維全景漫游系統(tǒng)，包括水利工程現(xiàn)場真實信息的三維漫游、視頻播放和查詢。模塊通過熱點、平面圖、視頻播放器、文字介紹等將各個獨立的三維全景圖像和視頻組合而成。其中，三維全景展示用于展示不同采樣點的360°周邊情況。用戶可根據(jù)自身需求放大、縮小圖像，以實現(xiàn)圖像局部和整體查看的需求；視頻播放用于播放制作的且與采樣點相關(guān)的視頻。通過熱點可以觀看視頻，視頻播放過程中可隨意暫停和啟動，視頻播放結(jié)束后自動關(guān)閉；查詢用于搜索出某一水利工程的某一采樣點的三維全景展示信息。三維全景漫游子系統(tǒng)由多個水利工程的漫游系統(tǒng)組成，而水利工程漫游系統(tǒng)又由多個采樣點的場景構(gòu)成，因此，通過查詢功能可以有效、快速地瀏覽想要關(guān)注的某一工程的某一采樣點的周邊360°真實現(xiàn)場情況。

本發(fā)明實施例中，所述視頻管理模塊3-4用于管理水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的各水利工程陸面和航拍的視頻信息，包括視頻的預(yù)覽、上傳、下載、刪除和查詢等操作。視頻在上傳至系統(tǒng)后，系統(tǒng)會自動截取其第一幀影像制作縮略圖，供預(yù)覽使用，且視頻可以實現(xiàn)在線播放。

本發(fā)明實施例中，所述靜態(tài)圖集管理模塊3-5用于管理水利工程影像數(shù)據(jù)采集模塊所采集的陸面和航拍的普通照片和全景照片，包括靜態(tài)圖集管理模塊和全景圖集管理模塊。其中，靜態(tài)圖集管理模塊用于普通相機、無人機拍攝的原始照片和制作的平面效果圖的展示、上傳、下載、刪除和查詢等操作；全景圖集管理模塊用于制作的全景圖像的展示、上傳、下載、刪除和查詢等操作。圖集的展示采用電子相冊形式。

本發(fā)明實施例中，所述系統(tǒng)管理模塊3-6用于管理使用本系統(tǒng)的用戶信息和用戶所擁有的權(quán)限信息，包括權(quán)限信息的預(yù)覽、查詢、新增、刪除、編輯、用戶權(quán)限的分配和用戶信息的預(yù)覽、查詢、新增、刪除和編輯和信息導(dǎo)出。其中，用戶權(quán)限分配用于控制用戶使用系統(tǒng)的時長和可操作的功能項。用戶管理中，所述用戶可以為各級水利工程管理部門工作人員，包括高層領(lǐng)導(dǎo)、中層領(lǐng)導(dǎo)和普通員工。每一位用戶屬于且只能屬于一個權(quán)限組，不同的權(quán)限組擁有不同的權(quán)限。用戶信息導(dǎo)出功能可以將用戶信息導(dǎo)出到excel文檔中，方便制作報表、打印等操作。

所述多源水利工程影像信息系統(tǒng)運用三維全景技術(shù)和航拍技術(shù)在陸面和空中拍攝水利工程的普通照片、全景照片和視頻，獲取水利工程的基本影像信息與動態(tài)影像信息。在此基礎(chǔ)上，對獲取的各影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，制作成三維全景漫游系統(tǒng)。

所述水利工程影像數(shù)據(jù)采集1用于采集水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)的圖像與視頻數(shù)據(jù)其工作流程如圖3所示，包括如下步驟：

步驟s1-1，勘察水利工程現(xiàn)場實際情況；

步驟s1-2，制定水利工程不同狀態(tài)的拍攝方案；

步驟s1-3，選取全景采樣點與規(guī)劃拍攝路線；

步驟s1-4，使用無人機及三維全景采集設(shè)備拍攝視頻和照片。

首先，對本發(fā)明中的下列概念進行解釋：

1.水利工程是指：在所述步驟中，所述水利工程是指在建和已建用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程及其流域環(huán)境。例如在建或已建的攔河大壩、壩段泄洪建筑物、廠房、開關(guān)站、廊道等建筑物及其流域環(huán)境。

2.水利工程現(xiàn)場不同狀態(tài)是指：已建工程的基本狀態(tài)、四季外景、特大洪水、泄洪及滿庫等狀態(tài)和在建工程的每月施工狀態(tài)及特殊狀態(tài)等。其中，已建工程的基本狀態(tài)包括內(nèi)部廊道、攔河大壩、廠房等基本不發(fā)生變化的建筑物的狀態(tài)；在建工程的特殊狀態(tài)包括截流、階段竣工等狀態(tài)。

下面對上述步驟進行詳細說明：

在所述步驟s1-1中，所述勘察水利工程現(xiàn)場實際情況是指對水利工程現(xiàn)場進行實地勘察，記錄其工程全貌狀態(tài)和周邊環(huán)境等基本信息。

在所述步驟s1-2中，所述制定水利工程不同狀態(tài)的拍攝方案是指在勘察水利工程現(xiàn)場后，根據(jù)工程及周邊環(huán)境的實際情況制定采集時間、采集方式和采集周期等。采集水利工程不同狀態(tài)的影像信息需要進行多次拍攝，需根據(jù)實際情況選取采集方式，即全景拍攝方式和航拍方式的選取。采集周期根據(jù)水利工程狀態(tài)確定，如果水利工程處于建設(shè)狀態(tài)，其采集周期應(yīng)較??；如果水利工程處于正常運行狀態(tài)，其采集周期通常選為每年4次。采集時間應(yīng)根據(jù)采集周期確定，選取周期內(nèi)具有代表性的時間節(jié)點。

在所述步驟s1-3中，所述選取全景采樣點與規(guī)劃拍攝路線是指選取水利工程關(guān)鍵位置點作為陸面全景照片與航拍全景照片的拍攝點，并根據(jù)水利工程實際情況規(guī)劃陸面拍攝路線與航拍路線。

全景采樣點位置的選取是指在勘察水利工程現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，人為選取若干個全景采樣點，使用gps全站儀等定位設(shè)備獲取首次采樣點的坐標與高程信息并進行記錄；拍攝路線的規(guī)劃是指在勘察水利工程現(xiàn)場后，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況人為選取拍攝路線，并在電子地圖(百度地圖、谷歌地圖等)上進行記錄。后期采集影像信息時的采樣點和拍攝路線應(yīng)與首次保持一致。

在所述步驟s1-4中，所述使用無人機及三維全景采集設(shè)備拍攝視頻和照片是指使用無人機拍及全景采集設(shè)備對水利工程現(xiàn)場進行普通照片、全景照片和視頻的拍攝。

使用無人機及三維全景采集設(shè)備對水利工程現(xiàn)場進行照片拍攝是指使用帶有高清攝像頭的無人機及包含全景云臺、帶有水平儀的三腳架、單反相機、魚眼鏡頭、無線定時快門線等專業(yè)的全集采集設(shè)備，在全景采樣點，按照三維全景照片的拍攝標準，分別在空中與地面拍攝全景照片。

所述水利工程影像三維全景漫游制作2用于對采集的各水利工程影像信息進行處理，將陸面與航拍的普通照片、全景照片與視頻相結(jié)合，使用三維全景漫游制作軟件將上述影像信息制成三維全景漫游系統(tǒng)。其工作流程如圖4所示，包括如下步驟：

步驟s2-1，影像信息預(yù)處理；

步驟s2-2，場景信息預(yù)處理；

步驟s2-3，熱點添加；

步驟s2-4，皮膚與平面圖制作；

步驟s2-5，三維全景漫游系統(tǒng)導(dǎo)出。

所述步驟s2-1中，所述影像信息預(yù)處理是指使用ptgui等全景圖像拼接軟件對采集的全景照片與制作的平面效果圖進行拼接與創(chuàng)建及使用繪聲繪影等視頻制作軟件對采集的視頻進行編輯等操作。其中，全景照片包括無人機拍攝的航拍照片和三維全景設(shè)備拍攝的地面照片。視頻的編輯是指對拍攝的視頻進行剪接、轉(zhuǎn)場、添加特效、添加字幕、配樂等操作。

所述步驟s2-2中，所述場景信息預(yù)處理是指將步驟s2-1中制作的全景圖像及視頻導(dǎo)入到全景大師等三維全景漫游制作軟件中，生成各場景，并對各場景進行排序、修天補地和視野設(shè)置等操作。其中，各場景的順序根據(jù)拍攝路線決定。

所述步驟s2-3中，所述熱點添加是指創(chuàng)建用于各場景間切換、普通照片展示和陸面及航拍視頻播放的超鏈接。通過熱點可以實現(xiàn)場景的跳轉(zhuǎn)、照片的展示和視頻的播放。其中，視頻在播放結(jié)束后自動關(guān)閉。

所述步驟s2-4中，所述皮膚與平面圖制作是指為漫游系統(tǒng)添加文字說明與平面導(dǎo)航。其中，平面圖采用水利工程的遙感影像。平面圖的制作包括熱點添加和正北方向設(shè)置等。平面圖熱點為平面圖中的某個具體位置，其將平面圖和各場景進行關(guān)聯(lián)。設(shè)置各場景的正北方向，使場景旋轉(zhuǎn)時與平面圖熱點旋轉(zhuǎn)方向一致。

所述步驟s2-5中，所述三維全景漫游系統(tǒng)導(dǎo)出是指將制作好的三維全景漫游系統(tǒng)發(fā)布成可用瀏覽器查看的網(wǎng)頁形式。

本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并未用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上實施例的修改和替換都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。