具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的危化品泄漏定性侦检方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的危化品泄漏定性侦检方法，包括：

S1)获取危化品泄漏现场的红外成像数据，根据所述红外成像数据确定危化品泄漏源以及所述泄漏源的泄漏区域。

例如，利用相应的红外成像设备在空中巡检拍摄，对危化品泄漏事故现场进行红外成像数据采集，根据所述红外成像数据确定危化品泄漏源以及所述泄漏源的泄漏区域；或者将红外成像数据实时传输至地面，由地面侦检平台根据红外成像数据确定危化品泄漏源以及所述泄漏源的泄漏区域。

所述泄漏源为发生危化品泄漏的位置，所述泄漏区域为泄漏源物质的扩散区域或泄漏气团的扩散区域。

S2)采集所述泄漏区域的光谱数据并分析，根据所述光谱数据确定所述泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹。

在确定危化品泄漏源后，在所述泄漏源的泄漏区域外的安全距离范围内采集所述泄漏区域中心和边缘的红外辐射光谱数据，至少采集10组红外辐射光谱数据，以便于准确识别泄漏区域的物质类别。

将采集的所述光谱数据进行大气窗口光谱滤波，得到所述泄漏物质的光谱特征曲线；将所述泄漏物质的光谱特征曲线与光谱数据库的光谱特征曲线进行对比分析，确定所述泄漏区域的泄漏物质的种类；通过红外成像方式跟踪并确认所述泄漏区域的泄漏物质的扩散轨迹，得到扩散轨迹的图像。

在分析光谱数据之前，预设建立用于定性识别所述危化品的光谱数据库，所述光谱数据库包括多种危化品的光谱特征曲线。图2是本发明实施例一提供的用于定性识别所述危化品的光谱数据库的示例图。所述光谱数据库包含石油化工生产中的50多种易燃、易爆危化品的特征光谱数据以及光谱特征曲线。

在将所述泄漏物质的光谱特征曲线与所述光谱数据库的光谱特征曲线进行对比分析之前，定义每种泄漏物质的光谱特征曲线的颜色，对不同种类的特征光谱数据标记不同的颜色，以便于在对比分析结果中区分不同的泄漏物质。

图3是本发明实施例一提供的地面遥测光谱识别结果表。参照图3，光谱分辨率为8cm-1、6cm-1、4cm-1、2cm-1时分别对应的识别时间为0.37s、0.49s、0.73s、1.44s。从识别结果可以看出，光谱分辨率为8cm-1和6cm-1时，无法识别出泄漏源目标，光谱分辨率为4cm-1和2cm-1时，可以准确识别出泄漏源目标物质，随着光谱分辨率的减小，识别目标结果没有明显变化，但是识别时间明显变长。因此，在能够准确识别泄漏源目标物质的情况下，尽量增大光谱识别分辨率，以缩短地面遥测定性分析时间，提高应急侦检识别效率。优选的，采集所述泄漏区域的光谱数据时的光谱分辨率不高于4cm-1，所述光谱数据库的光谱分辨率不高于4cm-1。

S3)获取危化品泄漏现场所有泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹，建立危化品的泄漏分布图。

获取每一泄漏区域的泄漏物质的种类及其扩散轨迹的图像，统计每一种泄漏物质的扩散轨迹的图像，得到危化品的泄漏分布图。所述泄漏分布图基于气体红外成像视场图像，主要包含泄漏气团图像与泄漏气团物质种类两大信息。本实施例提供的危化品泄漏定性侦检方法能够在3秒内完成危化品的泄漏分布图。

本实施例的危化品泄漏定性侦检方法，通过获取危化品泄漏现场的红外成像数据快速确定危化品泄漏源，再采集并分析所述泄漏区域的光谱数据，确定所述泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹，从而建立危化品的泄漏分布图。然而，传统的危化品泄漏检测需要现场采样，然后送实验室分析，至少需要几个小时才能确定泄漏物质种类，时效性差；由于受采样条件限制(一般是某一个点位)，无法得到事故现场大区域泄漏物质的分布。本实施例的方法在利用红外成像锁定危化品泄漏源的基础上开展泄漏区域光谱数据采集、分析，能够在几秒钟的时间内快速定性侦检出泄漏物质的种类和扩散轨迹，侦检速度快、效率高。而且，本方法能够快速检测出泄漏物质的种类并建立危化品的泄漏分布图，及时掌握泄漏危化品扩散态势，在危化品泄漏事故应急检测中提供关键的科学决策数据，有利于提高事故应急的针对性。

此外，本实施例通过优选的分析比对参数(例如光谱分辨率)与危化品识别光谱数据库比对，及时给出危化品种类信息，降低了事故现场复杂环境对侦检的不利影响，提高了危化品种类定性分析的时效性。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的危化品泄漏定性侦检系统的示意图。如图4所示，本实施例提供的危化品泄漏定性侦检系统，包括无人机1和地面侦检平台3。所述无人机1悬挂有红外成像吊舱2，所述红外成像吊舱2采用遥测宽光谱红外成像技术获取危化品泄漏现场的红外成像数据。所述无人机1包括云台控制系统、无线通信系统以及自稳定系统，通过所述云台控制系统控制所述红外成像吊舱2的视窗方位；所述红外成像吊舱2获取的红外成像数据通过所述无线通信系统发送至侦检控制系统5；通过所述自稳定系统增强无人机悬停拍摄时的稳定性。本实施例采用通用型无人机，载重不低于5kg，悬停定位精度达到cm级，低速飞行控制精度到达0.1m/s，底部提供红外成像吊舱挂载空间。红外成像吊舱挂载于通用型无人机下方。在事故应急时快速组装启动无人机，实施飞行侦查任务，进行大范围快速侦查。

所述地面侦检平台3载有侦检控制系统5以及超光谱遥测分析仪5。所述侦检控制系统5用于接收所述红外成像数据，根据所述红外成像数据确定危化品泄漏源6以及所述泄漏源6的泄漏区域7。所述地面侦检平台3用于在确定危化品泄漏源6后移动至所述泄漏源6的泄漏区域7外的安全距离范围9内。所述超光谱遥测分析仪4用于在所述安全距离范围9内采集所述泄漏区域7的辐射光谱8数据并进行分析，得到所述泄漏区域7的泄漏物质的种类和扩散轨迹。所述侦检控制系统5从所述超光谱遥测分析仪4获取所述泄漏区域7的泄漏物质的种类和扩散轨迹。

完成一个泄漏区域的光谱数据采集和分析后，无人机1继续在空中飞行，锁定其他泄漏源，地面侦检平台3移动至其他泄漏源的安全距离范围内，采集并分析泄漏区域的光谱数据，得到所有泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹。所述侦检控制系统5获取所有泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹，建立危化品的泄漏分布图。

所述地面侦检平台3包括机动系统以及自供电系统，所述机动系统用于移动所述地面侦检平台，在确定危化品泄漏源后，通过机动系统将地面侦检平台移动至泄漏区域外的安全距离范围内，锚定地面侦检平台，方便近距离采集泄漏区域的光皮数据。所述自供电系统用于为所述无人机1、所述侦检控制系统5以及所述超光谱遥测分析仪4供电。

本实施例中，所述超光谱遥测分析仪4预设有用于定性识别所述危化品的光谱数据库，所述光谱数据库包括多种危化品的光谱特征曲线。所述超光谱遥测分析仪采集所述泄漏区域的光谱数据，将采集的所述光谱数据进行大气窗口光谱滤波，得到所述泄漏物质的光谱特征曲线；将所述泄漏物质的光谱特征曲线与所述光谱数据库的光谱特征曲线进行对比分析，确定所述泄漏区域的泄漏物质的种类；通过红外成像方式跟踪并确认所述泄漏区域的泄漏物质的扩散轨迹，得到扩散轨迹的图像。

由于随着光谱识别分辨率的减小，识别泄漏物质种类的时间明显变长，因此，在能够准确识别泄漏源目标物质的情况下，尽量增大光谱识别分辨率，以缩短地面遥测定性分析时间，提高应急侦检识别效率。由于现有的超光谱遥测分析仪的光谱分辨率不高于0.25cm-1，本实施例中，超光谱遥测分析仪采集所述泄漏区域的光谱数据的光谱分辨率不高于0.25cm-1，所述光谱数据库的光谱分辨率不高于0.25cm-1。

在将所述泄漏物质的光谱特征曲线与所述光谱数据库的光谱特征曲线进行对比分析之前，定义每种泄漏物质的光谱特征曲线的颜色，对不同种类的特征光谱数据标记不同的颜色，以便于在对比分析结果中区分不同的泄漏物质。

超光谱遥测分析仪4完成一个泄漏区域的光谱数据采集和分析后，得出物质种类定性分析结果，分析结果将以不同颜色标识在影像中，提供泄漏目标扩散轨迹，并实时跟踪泄漏目标扩散。

完成一次快速定性分析后(即完成一个泄漏区域的侦检后)，无人机1继续在空中飞行，以锁定下一个泄漏源目标。锁定泄漏源目标之后，移动地面侦检平台3至目标区域进行光谱数据采集并分析。以此重复，得到所有泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹。侦检控制系统5根据所有泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹统计所有泄漏区域内所有种类的泄漏物质的分布范围，建立所有泄漏物质的泄漏分布图，作为泄漏处置及事故应急科学决策的关键数据依据。

本发明实施例的危化品泄漏定性侦检系统，通过无人机获取危化品泄漏现场的红外成像数据快速确定危化品泄漏源，通过超光谱遥测分析仪在安全距离范围内采集并分析所述泄漏区域的光谱数据，确定所述泄漏区域的泄漏物质的种类和扩散轨迹，最后通过侦检控制系统建立危化品的泄漏分布图。本系统采用空中平台和地面平台相结合(空地联合)的方式，在空中平台载红外成像定位危化品泄漏源的支持下开展地面超光谱数据采集，能够在几秒钟的时间内快速定性侦检出泄漏物质的种类和扩散轨迹，侦检速度快、效率高，能够快速检测出泄漏物质的种类并建立危化品的泄漏分布图，及时掌握泄漏危化品扩散态势，在危化品泄漏事故应急检测中提供关键的科学决策数据，有利于提高事故应急的针对性。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。