本申请提供边坡蠕变监测方法、装置、设备、系统及存储介质，涉及地质灾害监测领域。边坡蠕变监测方法包括利用滑动窗口法计算参考图像与第一采集图预设的第一查找区域中窗口图像的相似度，确定出相似度最高且大于预设的第一阈值的第一匹配图像；基于第一匹配图像的坐标范围在第一采集图中设置第二查找区域；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取第二查找区域中与参考图像的相似度最高的窗口图像对应的第一坐标的范围；基于所述第一坐标范围与监测区域的坐标范围，计算并输出第一边坡位移值。通过步长小于1像素的滑动窗口在更细粒度的图像上进行识别，确定出更精确的图像进行位移计算使得计算结果精度更高，由此得出的结论与报警更具可靠性。与报警更具可靠性。与报警更具可靠性。
【技术实现步骤摘要】
边坡蠕变监测方法、装置、设备、系统及存储介质
[0001]本专利技术涉及地质灾害监测领域，具体地，涉及一种边坡蠕变监测方法，一种边坡蠕变监测装置，一种边坡蠕变监测设备，一种非易失性存储介质及一种边坡蠕变监测系统。
技术介绍
[0002]在地质构造的内外力的作用下，随着时间的推移，边坡容易发生不同程度的蠕变变形，当蠕变变形积累到一定程度则可能导致边坡失稳、塌方，进而造成严重的后果。因此，需要对边坡进行监测，并计算边坡的位移，从而确定出边坡的蠕变变形情况，由此便于提前做好防护措施，使灾害造成的损失降到最低。
[0003]目前针对边坡监测的常用方法是利用卫星定位的方式进行定位，并通过人工采集图像的方式对地质情况进行记录，然后通过对大量图像处理的方式计算出边坡的位移情况。采用图像处理识别技术对目标进行参数的获取，具有不受量程限制、非接触且能动态反映岩土体变形全貌等特点。
[0004]然而，现有技术对在对图像处理计算位移时，人工采集受GPS定位的误差以及移动设备拍摄角度的影响，拍摄的图片与之前的图片存在视角的偏差，对后续计算位移带来很大的影响，对这些图像进行标准化处理并不能完全消除这种影响，因为图像的变换是基于某个平面的变换，而真实的监测区域和定位区域大多是不规则的形状，导致图像变换后，观测区域和定位区域发生畸变，从而给后续计算位移引入了误差。因此，计算所得的结果精度较低，在对不同距离的目标的位移蠕变情况进行计算时，可能存在较大偏差，使得现有的图像处理无法满足对精度的要求。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种边坡蠕变监测方法，针对现有技术中使用监测边坡蠕变的图像处理精度较低的问题，提高地质监测中位移计算的精度与准确性，提高地质灾害预警的准确性，以便有关部门或人员提前做好防御。
[0006]为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种边坡蠕变监测方法，所述方法包括：基于监测区域的坐标范围在第一采集图中设置第一查找区域；利用滑动窗口法确定所述第一查找区域的各窗口图像与参考图像的相似度，其中，所述参考图像为基于所述监测区域的坐标范围从预先的采集图中截取的监测区域图像；将所述窗口图像中与所述参考图像的相似度最高且大于第一阈值的窗口图像确定为第一匹配图像；基于所述第一匹配图像的坐标范围在所述第一采集图中设置第二查找区域，所述第二查找区域的范围小于所述第一查找区域的范围；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取所述第二查找区域中，与所述参考图像的相似度最高的窗口图像对应的第一坐标范围；基于所述第一坐标范围与所述监测区域的坐标范围，计算并输出第一边坡位移值，所述边坡位移值用于表征边坡蠕变情况。
[0008]本申请实施例中，两次使用滑动窗口法对图像进行识别，查找最相似的图像，通过
将相似度最高的图像与参考图像进行对比来计算位移，使得计算出的位移值具有更高的可靠性。其中，第一次滑动窗口法查找出符合预设阈值要求的图像，第二次滑动窗口法识别的步长为小于1像素的亚像素范围查找，可以查找出相似度更高的窗口图像，然后再对位移进行计算，可以进一步提高计算结果的精确性。使用更为精确的位移值计算分析出的结果也更具可靠性，从而提高灾害预警的准确性。利用预先的采集图作为参照物与在后采集的图进行对比，明确记录前后监测区域的区别与变化，为计算位移提供依据。两次滑动窗口法图像识别时分别设置有查找区域，直接排除远离监测位置的其他图像；其中第二查找区域根据第一查找区域中的窗口图像坐标设置，设置更小的查找范围，从而提高图像识别的效率。
[0009]一实施例中，所述第一采集图为近景图像。
[0010]一实施例中，所述边坡蠕变监测方法还包括：在确定所述第一采集图中不存在所述第一匹配图像时，基于所述预设监测区域的坐标范围在第二采集图中设置第三查找区域，所述第二采集图为远景图像；利用滑动窗口法确定所述第三查找区域的各窗口图像与远景参考图的相似度，其中，所述远景参考图为从所述预先的采集图中获取的与所述参考图像相似度最高的窗口图像；将所述窗口图像中与所述参考图像的相似度最高且大于第二阈值的窗口图像确定为第二匹配图像；基于所述第二匹配图像的坐标范围在所述第二采集图中设置第四查找区域，所述第四查找区域的范围小于所述第三查找区域的范围；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取所述第四查找区域中，与所述远景参考图的相似度最高的窗口图像对应的第二坐标范围；基于所述第二坐标范围与所述监测区域的坐标范围，计算并输出第二边坡位移值。
[0011]本申请实施例中，在第一采集图中无法查找出符合第一阈值要求的窗口图像时，扩大查找范围，获取范围更大的远景图像，即第二采集图，在第二采集图中查找出符合要求的图像，由此可以提升相似度最高的窗口图像的查得率。同时，在远景图查找中，也采用两次滑动窗口法查找(后一次滑动窗口查找为亚像素范围查找)的方式，使得查找结果和计算出的结果更精确，输出的报警结果更准确。
[0012]一实施例中，在确定所述第二采集图不存在所述第二匹配图像时，输出查找结果，所述查找结果表征在所述第一采集图和所述第二采集图均未发现所述监测区域。
[0013]本实施例中，在未找到相似度达到第一阈值或第二阈值的图像时，输出未发现监测区域的查找结果，便于相关人员确认问题是否由于边坡蠕变过大、图像偏移或图像识别等原因引起，便于采取各种措施进行调整或预警。
[0014]一实施例中，基于预设监测区域的坐标范围在第一采集图中设置第一查找区域之前，所述边坡蠕变监测方法还包括：获取所述预先的采集图，所述预先的采集图包括近景图和远景图；基于所述监测区域的坐标范围在所述近景图中截取所述参考图像；基于滑动窗口法与所述参考图像，在所述远景图获取所述远景参考图。
[0015]一实施例中，所述基于滑动窗口法与所述参考图像，在所述远景图获取所述远景参考图，包括：在预设次数范围内，逐次从预设的缩小比例范围中，确定目标缩小比例，所述缩小比例范围通过基于所述近景图与所述远景图的缩放比例预先设定；将所述参考图像按照所述目标缩小比例进行缩小；基于所述滑动窗口法，计算缩小后的所述参考图像与所述远景图中窗口图像的相似度；记录与缩小后的所述参考图像相似度最高的窗口图像为所述远景参考图，并记录对应的缩小倍率，所述缩小倍率为获取所述相似度最高的窗口图像时
的所述目标缩小比例。
[0016]本实施例中，从预先采集的近景图中截取监测区域图像作为参考图像，再通过滑动窗口法从预先采集的远景图获取与参考图像相似度最高的窗口图像作为远景参考图，使得在后计算位移值时无论是采集图为远景图还是近景图，均具有对照组，进而便于明确前后边坡变化情况。
[0017]一实施例中，所述计算并输出第二边坡位移值之后，所述边坡蠕变监测方法还包括：基于所述参考图像与所述远景参考图对应的缩小倍率，将所述第二边坡位移值转换为与所述近景图适配的边坡位移值后输出。
[0018]本实施例中，可将利用远景图计算的位移值转换成与近本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种边坡蠕变监测方法，其特征在于，包括：基于监测区域的坐标范围在第一采集图中设置第一查找区域；利用滑动窗口法确定所述第一查找区域的各窗口图像与参考图像的相似度，其中，所述参考图像为基于所述监测区域的坐标范围从预先的采集图中截取的监测区域图像；将所述窗口图像中与所述参考图像的相似度最高且大于第一阈值的窗口图像确定为第一匹配图像；基于所述第一匹配图像的坐标范围在所述第一采集图中设置第二查找区域，所述第二查找区域的范围小于所述第一查找区域的范围；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取所述第二查找区域中，与所述参考图像的相似度最高的窗口图像对应的第一坐标范围；基于所述第一坐标范围与所述监测区域的坐标范围，计算并输出第一边坡位移值，所述边坡位移值用于表征边坡蠕变情况。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一采集图为近景图像。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述边坡蠕变监测方法还包括：在确定所述第一采集图中不存在所述第一匹配图像时，基于所述监测区域的坐标范围在第二采集图中设置第三查找区域，所述第二采集图为远景图像；利用滑动窗口法确定所述第三查找区域的各窗口图像与远景参考图的相似度，其中，所述远景参考图为从所述预先的采集图中获取的与所述参考图像相似度最高的窗口图像；将所述窗口图像中与所述参考图像的相似度最高且大于第二阈值的窗口图像确定为第二匹配图像；基于所述第二匹配图像的坐标范围在所述第二采集图中设置第四查找区域，所述第四查找区域的范围小于所述第三查找区域的范围；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取所述第四查找区域中，与所述远景参考图的相似度最高的窗口图像对应的第二坐标范围；基于所述第二坐标范围与所述监测区域的坐标范围，计算并输出第二边坡位移值。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述边坡蠕变监测方法还包括：在确定所述第二采集图不存在所述第二匹配图像时，输出查找结果，所述查找结果表征在所述第一采集图和所述第二采集图都未发现所述监测区域。5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，基于预设监测区域的坐标范围在第一采集图中设置第一查找区域之前，所述边坡蠕变监测方法还包括：获取所述预先的采集图，所述预先的采集图包括近景图和远景图；基于所述监测区域的坐标范围在所述近景图中截取所述参考图像；基于滑动窗口法与所述参考图像，在远景图获取所述远景参考图。6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：阳剑峰，李晓莅，吕先锋，周均杰，陈嘉义，曾天来，
申请(专利权)人：广州偕作信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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