一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法及系统技术方案

本申请涉及一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法及系统，属于激光检测技术的领域，坡面位移监测方法其包括数据采集，采集信号触发后，周期性向被测坡面发射脉冲激光，采集关于被测坡面的多组距离数据，并记录采集时间；数字高程模型生成，基于数字化模拟方法，得到每组距离数据对应的数字高程模型；热点图生成，将上报周期内获取的数字高程模型以单元进行对比和处理，生成关于单元位移的热点图，并得到位移信息，位移信息包括第一位移值；数据上传，将热点图和位移信息发送至远程监控中心。与相关技术相比，本申请具有便于进行滑坡监测的效果。监测的效果。监测的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法及系统


[0001]本申请涉及激光检测技术的领域，尤其是涉及一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法及系统。

技术介绍

[0002]我国国土广袤，地形地势多种多样，平原和山区是我国最常见的地形。我国山区面积比平原面积大，约占全国国土面积的69.1%。山区面积较大，在发展林业、旅游业、牧业和采矿业等方面具有优势，但山区地形崎岖，耕地资源和住房资源均有限。
[0003]生活于山区的人们，较难找到平整的土地修建房屋，因此大多采用削坡建房的方式来解决住房问题。但是削坡后，山坡的山体应力释放，山体结构发生变化，使得山坡的土质变得松软，容易发生滑坡，尤其是在雨季或强降雨时，给居住于山坡下方的人们带来极大的滑坡威胁。
[0004]山体滑坡，一般都是在山体微小位移的累加下，发生大型的滑坡。目前的滑坡监测方法，有人工监测方法和监测装置监测方法，人工监测难于察觉微小的滑坡，监测装置监测的方法，一般观察监测装置上监测部件的运动来进行监测，但是监测部件的运行需要监测人员现场读取，否则难以及时获知滑坡情况，从而不便于进行滑坡监测。

技术实现思路

[0005]为了便于进行滑坡监测，本申请提供一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法及系统。
[0006]第一方面，本申请提供的一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法采用如下的技术方案：一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法，包括，数据采集，采集信号触发后，周期性向被测坡面发射脉冲激光，采集关于被测坡面的多组距离数据，并记录采集时间；数字高程模型生成，基于数字化模拟方法，得到每组所述距离数据对应的数字高程模型；热点图生成，将上报周期内获取的所述数字高程模型以单元进行对比和处理，生成关于单元位移的热点图，并得到位移信息，所述位移信息包括第一位移值；以及，数据上传，将热点图和位移信息发送至远程监控中心。
[0007]通过采用上述技术方案，周期性得到被测坡面的数字高程模型，并根据获得的数字高程模型，每隔一个上报周期得到一次关于单元位移的热点图，并将热点图发送至远程监控中心，以便于远程监控中心能够根据热点图及时获取被测山坡的滑坡情况，无需进行现场读取，从而便于进行滑坡监测。
[0008]可选的，所述热点图生成的方法包括，将多个所述数字高程模型均以相同的比例划分成N个单元，每个单元对应坡面的
一个区域；将多个所述数字高程模型对应坡面同一个区域的单元进行对比，得到位移单元，以及位移单元的坡度差和高程差；将相邻的位移单元结合得到位移轨迹，结合所述数字高程模型的比例尺，得到第一位移值；以及，根据所述位移单元的坡度差和/或高程差，在最晚采集时间的数字高程模型上标注警示颜色，生成热点图。
[0009]通过采用上述技术方案，将数字高程模型换分成更小的单元来进行对比，得到各个单元的位移信息和位移程度，并根据每个单元的位移程度得到热点图，能够更细节化地获知被测坡面各个区域的位移情况，在一定程度上能够获知细小的位移情况，从而进一步便于进行滑坡监测。
[0010]可选的，所述得到位移单元，以及位移单元的坡度差和高程差的方法包括，从多个所述数字高程模型中得到最早采集时间和最晚采集时间的数字高程模型，得到两个数字高程模型中各个单元的高程和坡度；以及，获取两个数字高程模型中对应单元的坡度差和高程差，结合误差允许范围，得到位移单元。
[0011]通过采用上述技术方案，将早期的数字高程模型和后期的数字高程模型对比，得到位移信息，从包括第一位移值的位移信息能够更清晰地得到位移情况。
[0012]可选的，采集信号触发的方法包括，获取倾角加速度计测量的关于被测坡面的第二位移值；以及，基于位移阈值，在第二位移值大于位移阈值时，触发采集信号。
[0013]通过采用上述技术方案，根据发射脉冲激光得到热点图的过程中，可能会由于设备自身原因产生错误的值，通过第一位移值和第二位移值的对比，在一定程度上能够验证得到的热点图的准确率，而发出预警信号能够及时提醒检修人员进行检修，以提高热点图的准确性。
[0014]可选的，所述坡面位移监测方法还包括，预警信号发出，得到第二位移值与第一位移值的位移差值，若位移差值大于位移差阈值，则发出预警信号。
[0015]通过采用上述技术方案，得到的距离数据是被测坡面浅层的数据，当被测坡面发生轻微滑动时，被测坡面的滑动极小难以察觉，根据第二位移值来得到距离数据，在被测坡面无较大的位移时，无需进行监测，能够减小获取距离数据的设备的能耗。
[0016]可选的，所述上报周期为变频周期。
[0017]第二方面，本申请提供一种基于普适型激光LIDAR的坡面位监测系统，采用如下的技术方案：一种基于普适型激光LIDAR的坡面位监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块和变频上报模块；所述激光雷达模块，用于采集信号触发后，周期性向被测坡面发射脉冲激光，采集关于被测坡面的多组距离数据，并记录采集时间；所述数据处理模块，用于基于数字化模拟方法，得到每组所述距离数据对应的数
字高程模型，将上报周期内获取的所述数字高程模型以单元进行对比和处理，生成关于单元位移的热点图，并得到位移信息；所述变频上报模块，将热点图和位移信息发送至远程监控中心；所述位移信息包括第一位移值。
[0018]通过采用上述技术方案，周期性得到被测坡面的数字高程模型，并根据获得的数字高程模型，每隔一个上报周期得到一次关于区域位移的热点图，并将热点图发送至远程监控中心，以便于远程监控中心能够根据热点图及时获取被测山坡的滑坡情况，无需进行现场读取，在一定程度上便于进行滑坡监测，提高滑坡监测的效率。
[0019]可选的，所述坡面位移监测系统还包括控制模块和第二位移值获取模块；所述第二位移值获取模块，获取倾角加速度计测量的关于被测坡面的第二位移值；所述控制模块，用于基于位移阈值，在第二位移值大于位移阈值时，触发采集信号。
[0020]通过采用上述技术方案，当被测坡面有位移时，才发生脉冲激光得到距离数据，能够减少激光雷达模块的能耗，减小监测成本。
[0021]可选的，所述坡面位移监测系统还包括值守验证模块和预警模块；所述值守验证模块，用于得到第二位移值与第一位移值的位移差值，若位移差值大于位移差阈值，则向预警模块发送预警命令；所述预警模块，用于接收到预警命令后发出预警信号。
[0022]通过采用上述技术方案，值守验证模块能够通过比较第一位移值和第二位移值，对激光雷达模块采集距离数据的准确性和倾角加速度计的额准确性进行验证，若出现位移差值较大的情况则发出预警信号提醒检修，进一步便于进行滑坡监测。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.本申请提供的一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法，便于远程根据热点图及时获取被测山坡的滑坡情况，无需进行现场读取，便于进行滑坡监测；2.热点图是关于单元位移的，从而在一定程度上能够根据热点图清楚得到被测坡面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于普适型激光LIDAR的坡面位移监测方法，其特征在于：包括，数据采集(101)，采集信号触发后，周期性向被测坡面发射脉冲激光，采集关于被测坡面的多组距离数据，并记录采集时间；数字高程模型生成(102)，基于数字化模拟方法，得到每组所述距离数据对应的数字高程模型；热点图生成(103)，将上报周期内获取的所述数字高程模型以单元进行对比和处理，生成关于单元位移的热点图，并得到位移信息，所述位移信息包括第一位移值；以及，数据上传(104)，将热点图和位移信息发送至远程监控中心。2.根据权利要求1所述的坡面位移监测方法，其特征在于：所述热点图生成(103)的方法包括，将多个所述数字高程模型均以相同的比例划分成N个单元，每个单元对应坡面的一个区域；将多个所述数字高程模型对应坡面同一个区域的单元进行对比，得到位移单元，以及位移单元的坡度差和高程差；将相邻的位移单元结合得到位移轨迹，结合所述数字高程模型的比例尺，得到第一位移值；以及，根据所述位移单元的坡度差和/或高程差，在最晚采集时间的数字高程模型上标注警示颜色，生成热点图。3.根据权利要求2所述的坡面位移监测方法，其特征在于： 所述得到位移单元，以及位移单元的坡度差和高程差的方法包括，从多个所述数字高程模型中得到最早采集时间和最晚采集时间的数字高程模型，得到两个数字高程模型中各个单元的高程和坡度；以及，获取两个数字高程模型中对应单元的坡度差和高程差，结合误差允许范围，得到位移单元。4.根据权利要求1至3任一项所述的坡面位移监测方法，其特征在于：所述采集信号触发的方法包括，获取倾角加速度计测量的关于被测坡面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧生，王明旭，张强，何烨，蒋书龙，
申请(专利权)人：深圳市北斗云信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：