基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法及系统与流程

1.本发明涉及一种搜救方法及系统，尤其涉及一种基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法及系统。


背景技术：

2.随着海洋开发规模的扩大，海事活动的频繁，海上搜救工作越来越得到各沿海国家的重视。对于快速发展的海上运输业和捕捞业，海上搜救行动能够给上海作业人员及财产的安全提供不可替代的保障作用。
3.我国海域广阔，各海域水纹情况复杂与差异大，导致搜救方法各不相同，目前我国的海上搜救指挥协调工作主要依靠搜救指挥人员的经验和判断来实施搜救。个别区域通过引入当地水纹气象数据，训练漂流算法模型以预测落水漂流轨迹来提高搜救效率，但这个方式不具有通用性，不能持续的提高全局的搜救效率，需要一种能够广泛应用并具有时效性，能够保证结果正确性，提高搜救效率的方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法及系统，根据目标物的落水位置确定海洋参数，基于海洋参数预测目标物的位置，并根据预测位置附近的遥感影像确认目标物位置，快速获得结果且保证结果可参考与准确性；通过搜救共享共建平台实现算法模型的灵活导入保证算法模型先进性以及计算结果的准确性。
5.本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法，包括如下步骤：s1：获取目标物落水地点；根据落水地点接入参数，选择漂流算法模型；s2：根据接入参数和漂流算法模型推算目标物轨迹，得到目标物预测位置；s3：获取目标物预测位置周围的遥感数据，根据遥感数据选取可能范围，通过目标检测提取海上目标物集；s4：对海上目标物集进行筛选，确认目标物位置，展开搜救。
6.进一步地，所述步骤s1中根据落水地点接入的参数包括落水点附近水纹气象数据、目标物在落水点附近的漂浮系数和/或风拽系数以及落水点附近的地理信息数据。
7.进一步地，所述步骤s2包括：设定积分时间间隔δt，设定预测时长，根据目标漂浮系数，根据时间积分间隔，利用水纹气象数据、漂浮系数和/或风拽系数以及地理信息通过漂流算法模型获取在时间间隔δt的目标漂流位置，反复迭代直至设定预测时长，得到设定预测时长的目标物预测位置，步骤如下：s21：所述水纹气象数据为离散水纹数据，将离散水纹数据根据流速叠加矢量方向，利用高斯函数进行数据链接与平滑处理后对数据做求导处理，获取每个位置流速的方向与速度值即流体场数据；s22：根据地理信息数据，将流体场数据引入流程场进行拟合，使数据范围内的洋流流速与流向都具有经纬度数据；s23：根据δs＝v*δt，积分计算得到目标物预测位置：
[0008][0009]
进一步地，所述步骤s3包括：获取目标物预测位置附近的遥感影像，对遥感影像进行影像瓦片图分片，将遥感影像切成多个小片进行图像识别，通过影像目标检测算法，获取海上目标物集。
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本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救系统，包括搜救共享共建平台，所述搜救共享共建平台实现如权利要求1-4任一项所述方法的步骤，所述搜救共享共建平台包括web交互端和服务端，所述web交互端实现用户数据输入和参数以及模型的导入；所述服务端根据输入的数据以及导入的参数和模型计算得到目标物位置，并根据用户反馈评估模型并固化模型；所述web交互端为多个，多个所述web交互端与服务端通过建立长链接进行交互，所述服务端根据参数以及模型主动将计算数据推送至web交互端，实时呈现目标物状态。
[0011]
进一步地，所述web交互端包括用户交互模块，用于用户输入目标物落水地点、设定积分时间间隔δt和预测时长；数据源导入模块，用于导入落水点附近水纹气象数据和落水点附近的地理信息数据；漂浮系数/风拽系数设置模块，用于导入目标物在落水点附近的漂浮系数和/或风拽系数；漂流算法模型导入模块，用于导入漂流算法模型；遥感检测模型导入模块，用于导入遥感检测模型；服务交互模块，用于通过websocket与服务端建立长链接实现数据交互。
[0012]
进一步地，所述数据源导入模块基于遥感的地理信息导入落水点附近水纹气象数据和落水点附近的地理信息数据。
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进一步地，所述服务端包括地理信息模块，用于加载全球地理gis信息；水纹数据处理模块，用于加载水纹气象数据；漂浮系数/风拽系数处理模块，用于加载漂浮系数和/或风拽系数；漂流算法模块，用于加载漂流算法模型；遥感目标检测模块，用于加载遥感目标检测算法模型；并行运算模块，根据加载的数据和模型进行并行计算；服务支持模块，用于与多个web交互端进行连接；前端交互控制模块，用于控制服务模块同时与多个web交互端进行连接；用户参数缓存模块，用于缓存用户参数。
[0014]
进一步地，所述服务端还包括硬件资源管理模块，管理服务端所在的服务器的硬件资源；效能评估与模型优化模块，用于根据用户搜救结果的反馈评估并优化模型；数据固化模块，用于固化当前最优模型；日志模块，用于记录工作日志。
[0015]
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法及系统，根据目标物的落水位置确定海洋参数，基于海洋参数和算法模型预测目标物的位置，并根据预测位置附近的遥感影像确认目标物位置，快速获得结果且保证结果可参考与准确性；通过海洋参数和算法模型模拟落水后轨迹推演，可通过调整推演时间颗粒度和推演时间，保证实效性；通过搜救共享共建平台实现算法模型的灵活导入，保证算法模型先进性以及计算结果的准确性，搜救共享共建平台基于web使用，保证易用性；搜救共享共建平台具有通用性支持全球范围使用，多数据源支持，保证实用性；搜救共享共建平台具有支持广泛参与共同完善数据与优化算法模型的入口，保证方法结果的准确性。
附图说明
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图1为本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法流程图；
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图2为本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法架构图；
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图3为本发明实施例的搜救共享共建平台架构图。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0020]
图1为本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法流程图；图2为本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法架构图。
[0021]
请参见图1和图2，本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法，包括如下步骤：
[0022]
s1：获取目标物落水地点；根据落水地点接入参数，选择漂流算法模型；根据落水地点接入的参数包括落水点附近水纹气象数据、目标物在落水点附近的漂浮系数和/或风拽系数以及落水点附近的地理信息数据。
[0023]
s2：根据接入参数和漂流算法模型推算目标物轨迹，得到目标物预测位置；设定积分时间间隔δt，设定预测时长，根据目标漂浮系数，根据时间积分间隔，利用水纹气象数据、漂浮系数和/或风拽系数以及地理信息通过漂流算法模型获取在时间间隔δt的目标漂流位置，反复迭代直至设定预测时长，得到设定预测时长的目标物预测位置，步骤如下：
[0024]
s21：水纹气象数据为离散水纹数据，将离散水纹数据根据流速叠加矢量方向，利用高斯函数进行数据链接与平滑处理后对数据做求导处理，获取每个位置流速的方向与速度值即流体场数据；
[0025]
s22：根据地理信息数据，将流体场数据引入流程场进行拟合，使数据范围内的洋流流速与流向都具有经纬度数据；
[0026]
s23：根据δs＝v*δt，积分计算得到目标物预测位置：
[0027][0028]
s3：获取目标物预测位置周围的遥感数据，根据遥感数据选取可能范围，通过目标检测提取海上目标物集；获取目标物预测位置附近的遥感影像，对遥感影像进行影像瓦片图分片，将遥感影像切成多个小片进行图像识别，通过影像目标检测算法，获取海上目标物集。
[0029]
s4：对海上目标物集进行筛选，确认目标物位置，展开搜救。
[0030]
请同时参见图3，本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救系统，包括搜救共享共建平台，搜救共享共建平台包括web交互端和服务端，web交互端实现用户数据输入和参数以及模型的导入；服务端根据输入的数据以及导入的参数和模型计算得到目标物位置，并根据用户反馈评估模型并固化模型；web交互端为多个，多个web交互端与服务端通过建立长链接进行交互，服务端根据参数以及模型主动将计算数据推送至web交互端，实时呈现目标物状态。
[0031]
相对于传统的前端向后端提出服务请求，后端服务返回数据，服务端主动将计算数据推送至web交互端，保证运算数据的实时性和运算的主动性。
[0032]
具体地，web交互端包括用户交互模块，用于用户输入目标物落水地点、设定积分时间间隔δt和预测时长；数据源导入模块，用于导入落水点附近水纹气象数据和落水点附近的地理信息数据；漂浮系数/风拽系数设置模块，用于导入目标物在落水点附近的漂浮系数和/或风拽系数；漂流算法模型导入模块，用于导入漂流算法模型；遥感检测模型导入模块，用于导入遥感检测模型；服务交互模块，用于通过websocket与服务端建立长链接实现数据交互。其中，数据源导入模块基于遥感的地理信息导入落水点附近水纹气象数据和落水点附近的地理信息数据。
[0033]
漂流算法模型导入模块与遥感检测模型导入模块，在原有的漂流算法模型导入模块与遥感检测模型不适用时，允许用户导入创建的漂流算法模型和遥感检测模型保证模型的适用性，同时遥感检测模型导入模块具有开放接口，鼓励与支持使用第三放目标检测模型，使搜救共享共建平台可以使用当前最先进的目标检测算法，保证先进性。
[0034]
具体地，服务端包括地理信息模块，用于加载全球地理gis信息；水纹数据处理模块，用于加载水纹气象数据；漂浮系数/风拽系数处理模块，用于加载漂浮系数和/或风拽系数；漂流算法模块，用于加载漂流算法模型；遥感目标检测模块，用于加载遥感目标检测算法模型；并行运算模块，根据加载的数据和模型进行并行计算；服务支持模块，用于与多个web交互端进行连接；前端交互控制模块，用于控制服务模块同时与多个web交互端进行连接；用户参数缓存模块，用于缓存用户参数。
[0035]
优选地，服务端还包括硬件资源管理模块，管理服务端所在的服务器的硬件资源；效能评估与模型优化模块，用于根据用户搜救结果的反馈评估并优化模型；数据固化模块，用于固化当前最优模型；日志模块，用于记录工作日志。
[0036]
综上所述，本发明实施例的基于遥感目标搜索与落水轨迹预测的海上搜救方法及系统，根据目标物的落水位置确定海洋参数，基于海洋参数和算法模型预测目标物的位置，并根据预测位置附近的遥感影像确认目标物位置，快速获得结果且保证结果可参考与准确性；通过海洋参数和算法模型模拟落水后轨迹推演，可通过调整推演时间颗粒度和推演时间，保证实效性；通过搜救共享共建平台实现算法模型的灵活导入，保证算法模型先进性以及计算结果的准确性，搜救共享共建平台基于web使用，保证易用性；搜救共享共建平台具有通用性支持全球范围使用，多数据源支持，保证实用性；搜救共享共建平台具有支持广泛参与共同完善数据与优化算法模型的入口，保证方法结果的准确性。
[0037]
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。