一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统，设有现场信息采集设备和监控终端；所述现场信息采集设备安装在受监测在建路堑边坡的施工现场，其设有三维激光扫描仪、多光谱扫描仪、坐标定位装置和用于为所述现场信息采集设备的电源；本发明专利技术通过三维激光扫描仪和多光谱扫描仪采集施工现场的受监测在建路堑边坡的轮廓信息和岩土类型信息，并结合坐标定位装置采集到的数据进行计算和三维矢量化图像的合成，以获得受监测在建路堑边坡在采集时间点时的三维边坡地形地质图，使得工作人员能够通过监控终端即可远程获知受监测在建路堑边坡的地形地貌及岩性信息，实现对受监测在建路堑边坡开挖过程的全天候实时监控。

【技术实现步骤摘要】
一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统
本专利技术涉及一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统，属于山区公路工程施工监测领域。
技术介绍
随着交通基础设施的快速发展，山区交通基础工程如公路、铁路等建设数量日益激增，高边坡工程在公路和铁路建设中也越发常见。工程实践表明，高边坡施工现场时有发生垮塌造成机械设备损失和人员伤亡等重大损失的事故，而运营期高速公路高边坡也常常因前期建设方案欠妥导致后续维修加固的成本巨大。事实上，部分营运期边坡面临的问题虽然可以维修加固，但常常牵涉到太多因素往往难以彻底解决，这同时还会面临大量的经济损失。从某种意义上讲，公路或铁路及其它边坡发生变形和滑塌等问题反映了工程地质条件与建设方案的不符，其中许多不恰当的边坡工程设计及施工方案往往源于设计人员对实际工程地质条件的把握不准确。现实中，工程地质条件的复杂多变导致很难通过有限的勘察手段予以准确掌握，而工程建设的成本又极大的制约了工程勘察的精度。对于路堑边坡来讲，真实准确的工程地质条件信息在边坡开挖建设的过程中可以彻底的暴露，在该过程中及时的发现问题并对相应的设计及施工方案进行调整变更将可以有效的弥补原始方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统，其特征在于：所述的智能化监测系统设有现场信息采集设备和监控终端；所述现场信息采集设备安装在受监测在建路堑边坡(1)的施工现场，其设有三维激光扫描仪、多光谱扫描仪、坐标定位装置和用于为所述现场信息采集设备的电源；所述三维激光扫描仪和多光谱扫描仪能够在设定的采集时间点于同一个采集位置以相同的镜头初始朝向(DY)对所述受监测在建路堑边坡(1)进行扫描，且所述镜头初始朝向(DY)水平布置，所述坐标定位装置能够测得所述采集位置的纬度X0、经度Y0和高程H0，其中，所述三维激光扫描仪和多光谱扫描仪对所述受监测在建路堑边坡(1)上的一个扫描点(1a)的扫描结果分...

【技术特征摘要】
1.一种路堑边坡施工工程地质条件的智能化监测系统，其特征在于：所述的智能化监测系统设有现场信息采集设备和监控终端；所述现场信息采集设备安装在受监测在建路堑边坡(1)的施工现场，其设有三维激光扫描仪、多光谱扫描仪、坐标定位装置和用于为所述现场信息采集设备的电源；所述三维激光扫描仪和多光谱扫描仪能够在设定的采集时间点于同一个采集位置以相同的镜头初始朝向(DY)对所述受监测在建路堑边坡(1)进行扫描，且所述镜头初始朝向(DY)水平布置，所述坐标定位装置能够测得所述采集位置的纬度X0、经度Y0和高程H0，其中，所述三维激光扫描仪和多光谱扫描仪对所述受监测在建路堑边坡(1)上的一个扫描点(1a)的扫描结果分别为(R,θ1,θ2)和(λ,I,θ1,θ2)，R表示位于所述采集位置上的三维激光扫描仪的镜头与所述扫描点(1a)之间的距离，θ1表示扫描方向(D)与所述镜头初始朝向(DY)之间的夹角，θ2表示扫描方向(D)与所述竖直向上方向(DH)之间的夹角，所述镜头初始朝向(DY)为所述三维激光扫描仪的镜头或多光谱扫描仪的镜头在未进行扫描时的朝向，所述扫描方向(D)为所述三维激光扫描仪的镜头或多光谱扫描仪的镜头在扫描所述扫描点(1a)时的朝向，λ和I分别表示所述多光谱扫描仪在所述扫描点(1a)处扫描得到的波长和光强；所述监控终端能够获取所述三维激光扫描仪和多光谱扫描仪的扫描结果以及所述坐标定位装置测得的定位数据，并能够按以下处理流程对获取到的数据进行处理：步骤一、建立空间直角坐标系，计算所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点时的每一个扫描点(1a)的空间坐标，公式如下：X＝X0+Rsin(θ0+θ1)；Y＝Y0+Rcos(θ0+θ1)；H＝H0+Rcosθ2；式中，X、Y和H依次表示所述扫描点(1a)在所述空间直角坐标系下的横坐标、纵坐标和竖坐标，θ0表示所述镜头初始朝向(DY)与水平正北方向之间的夹角；步骤二、用所述步骤一计算得到的全部所述扫描点(1a)的空间坐标，构建所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点的地表轮廓三维立体图像；步骤三、根据所述波长λ和光强I，查询得到所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点时的每一个扫描点(1a)的岩土类型，并按照预设的岩土类型与颜色对应关系，为步骤二得到的地表轮廓三维立体图像在其每一个扫描点(1a)所在位置填充相应的颜色，以得到所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点时的三维边坡地形地质图。2.根据权利要求1所述的智能化监测系统，其特征在于：所述监控终端的处理流程还包括：步骤四、依据对原始边坡(2)进行勘察获得的资料，基于步骤一所述空间直角坐标系生成所述原始边坡(2)的三维立体图像，并按照步骤三所述预设的岩土类型与颜色对应关系，为该三维立体图像在其每一个位置填充相应的颜色，以得到所述原始边坡(2)的原始三维地质构造图，其中，所述原始边坡(2)即被开挖前的所述受监测在建路堑边坡(1)；步骤五、利用图形识别技术，分别提取所述三维边坡地形地质图的图像特性以及所述原始三维地质构造图在空间坐标与所述三维边坡地形地质图相同位置的图像特性，其中，所述图像特性包括表征岩土类型分布的颜色分布特性、表征相邻两种岩土类型分界线的形状及位置特性和表征同一块岩土类型分布区域中的裂隙形状特性；步骤六、判断所述三维边坡地形地质图的图像特性与原始三维地质构造图的图像特性的差异程度是否超出预设的差异标准，如判断结果为是，则判定所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点时的施工工程地质条件与所述原始三维地质构造图不相符，如判断结果为否，则判定所述受监测在建路堑边坡(1)在所述采集时间点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红中，黄湛军，梁立农，王强，龙云凤，叶声远，刘祥兴，陈玉琴，付潮罡，瓦西拉里，
申请(专利权)人：广东省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44