一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法与流程

本发明涉及利用空间化视频辅助园区应急指挥，尤其涉及一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法。

背景技术：

1、园区作为现阶段中国区域经济发展、产业调整和升级、产业聚集的重要空间集聚形式，历经多年的建设和发展，逐步演变成了一个集生产、生活于一体的发展综合体，园区因安全生产、危化品存储、环境问题等各类因素爆发的安全事件依旧频繁发生，尤其化工园区危险化学品装置设施生产工艺复杂，条件苛刻，涉及物料大多易燃易爆、有毒有害，存在很高的安全风险，国家重拳出击，将园区作为安全风险管理的重中之地，而在应对突发事件时，如火灾、泄漏、爆炸等，园区的应急指挥系统起着至关重要的作用。

2、视频作为一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法基于空间化视频的园区应急标绘指挥方法实时性强、场景还原度高的多媒体媒介,已然成为园区日常管理不可或缺的部分，尤其现在随着对地观测、物联网、网络技术、ai技术的发展,智能监控的引进，大大提高了视频的使用价值，视频不仅是多方位、实时性的现实世界感知主要手段，也是客观环境最直观、最真实的表达形式之一,更为地图对动态目标的表达提供了契机，虽然视频具有信息丰富、真实、动态表达、时效性等特点，是感知环境变化的重要信息承载体，但视频缺少地理空间信息，缺乏地、物等增强信息的呈现；传统的视频指挥将二维视频处理与ai技术结合，它通过对视频监控画面基于ai技术的实时分析和处理，虽然可以及时发现异常情况，如火灾报警、气体泄漏等，但是由于收集信息、多方沟通、多方协作、信息不实时等多方面原因，在园区尤其化工园区突发事件处置上扔存在效率低，处置不及时等问题。

3、传统gis又偏重于静态数据的表达，缺少动态场景的感知能力，传统三维gis场景偏重于静态数据的表达，缺少动态场景的感知能力，由于三维gis虚拟孪生场景，偏重于静态数据的表达，缺少动态场景的感知能力，在处置效率上扔不能满足现代化园区，高效、高质发展的需求，基于虚实融合，自动化智能化解决园区突发事件，尤为重要。

4、基于此，现实中需要，提供一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法，通过对二维视频空间化，构建二维视频空间与三维gis场景空间的映射关系，形成二维视频与gis三维场景虚实融合的新场景，并可二、三维联动，结合应急标绘，支持在视频和三维gis场景中动态同步标绘，并根据标绘内容做出应急响应，实现基于动态实景与静态三维虚景结合的应急标绘指挥，使得应急指挥更直观、更生动，通过视频增强gis、gis增强视频，克服了二维视频不直观，处置不及时的问题，使得gis更加真实、生动、全面，在实景三维、应急指挥、快速反应救援等领域发挥重大作用。

5、文献号为cn116524138a的专利文献公开一种基于gis地图的核应急指挥显示系统。该申请能够在基于gis地图界面上对基地内外多种应急资源进行有效展示和评估，将行动任务可视化，以便指挥部选出最优方案进行指挥决策和资源调度，快速做出调度决策指令，提高应急响应的效能，但其也存在缺少动态场景的感知能力的问题。

6、文献号为cn203492127u的专利文献公开一种无线视频消防应急监控指挥系统，该申请可以克服现有技术中成本高、功能少和通用性差等缺陷，以实现成本低、功能多和通用性好的优点。但其同时存在不利于掌握gis三维场景空间的整体态势。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法实现二维视频与gis三维场景匹配融合，提高园区应急处突能力，提高处置效率，提高园区的管理水平。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于空间化视频辅助园区应急指挥的方法，包括步骤：

3、s1、构建园区gis三维场景，获取园区监控设备的二维视频信息；

4、s2、根据监控设备的空间信息和gis三维场景数据，实现物体二维视频信息与物体gis三维场景的映射，实现物体二维视频信息与物体gis三维场景的空间化融合；

5、s3、利用物体二维视频信息与物体gis三维场景的融合，实现gis三维场景实时显示物体二维视频信息，辅助园区执行应急事件指挥。

6、进一步地：所述s2中实现物体二维视频信息与物体gis三维场景的映射，方法为：

7、把物体gis三维场景坐标转化为物体二维视频信息坐标，依据坐标转换实现物体gis三维场景与体二维视频信息融合。

8、进一步地：所述把物体gis三维场景坐标转化为物体二维视频信息坐标，包括步骤：

9、s21、将物体自身坐标通过模型变化转换到物体世界坐标；

10、s22、将物体世界坐标通过视图变化转换到物体视图坐标；

11、s23、将物体视图坐标通过投影变化转换到物体裁剪坐标；

12、s24、将物体裁剪坐标转换为物体规范化设备坐标。

13、进一步地：所述s23中将物体视图坐标系通过投影变化转换到物体裁剪坐标系，包括步骤：

14、s23a、依据监控设备空间信息获取监控设备投影矩阵，依据投影矩阵获取监控设备视锥体的视图坐标系边界值；

15、s23b、利用视锥体边界值获取视锥体内部物体裁剪坐标。

16、进一步地：所述物体裁剪坐标信息为（x、y、z、w）四元组，

17、其中，x、y、z为坐标轴向信息，w为范围值依据视锥体边界值确定，且-w≤x≤+w，-w≤y≤+w；-w≤z≤+w。

18、进一步地：所述s24中物体裁剪坐标通过透视除法转换为物体规范化设备坐标，所述透视除法的公式为：

19、                     （1）

20、                     （2）

21、其中，为视图坐标系x值，为规范化设备坐标系x值，为屏幕宽度，默认为0，为视图坐标系y值，为规范化设备坐标系y值，为屏幕高度，默认为0。

22、进一步地：所述s3中的物体二维视频信息与物体gis三维场景的融合还包括：

23、gis三维场景实时显示物体二维视频信息的应急标绘，物体二维视频信息实时显示gis三维场景的应急标绘。

24、本发明的有益效果：

25、1、本发明通过物体二维视频信息与物体gis三维场景的融合，将实时监控视频空间化，实现二维视频与gis三维场景匹配融合，构建增强虚拟环境，结合专业的标注标绘符号，把海量的视频数据利用起来，挖掘出其中的更多价，构建实时动态视频与数字孪生场景空间融合的视频孪生应用，可以在园区发生应急事件时，方便指挥员事实直观掌握现场情况，定下指挥决心，确定指挥方案，提高园区应急处突能力，提高处置效率，提高园区的管理水平。

26、2、本发明可实现在二维视频界面标绘，同步在虚实融合在gis三维场景中显示标绘符号，gis三维场景标绘同步在二维视频界面显示，二维视频与gis三维场景标绘映射结果准确，实现二、三维联动，在二维视频界面和gis三维场景中，均可动态显示应急标绘，实现基于动态实景与静态三维虚景结合的应急指挥，是最直观、最真实的表达，进一步方便指挥员事实直观掌握现场情况，定下指挥决心，确定指挥方案，提高园区应急处突能力，提高处置效率，提高园区的管理水平。

27、3、本发明可实现基于二维视频的gis矢量数据采集，在视频中进行对象标绘矢量绘制，同步提取相关的地类要素信息，实现基于视频进行矢量化素具采集、可节约数据成本，相对于基于遥感影像进行数据采集而言，更容易获取、分辨率更高。

28、4、本发明将二维视频与三维gis空间场景实时匹配与融合，构建一个新的动态增强化的虚中有实的虚拟环境，实现动态视频与虚拟场景的虚实融合统一，完整准确的展示和表达了三维场景地理信息，更直观、更有效、更有价值的满足了智慧园区、工厂、能源等行业场景业务的使用需求。