一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，系统包括：数据采集系统，在边坡各处设置多个数据采集终端，多个数据采集终端用于采集边坡处的环境数据；GNSS系统，GNSS系统包括多个GNSS模块，在边坡上设置多个监测站点，每一监测站点均设置有一GNSS模块；每一GNSS模块用于采集对应监测站点的GNSS数据：监测系统，所述监测系统内设置有数字孪生边坡，监测系统与数据采集系统和GNSS系统相连，来获取环境数据和GNSS数据，监测系统根据环境数据和GNSS数据进行分析获取监测数据，并进行可视化展示。解决了现有技术中边坡可视化监测不方便的技术问题。便的技术问题。便的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统


[0001]本专利技术涉及边坡监测
，尤其涉及一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统。

技术介绍

[0002]坡是在一定条件下，受人工活动、雨水冲刷、地壳运动或地震等因素的影响，使坡体的部分土体或岩体在重力作用下，沿着一定的斜面整体下滑的变形现象，由于其灾难性大，且滑坡产生的因素具有多样性、多变性和复杂性，因此，造成了预测困难、治理困难等问题，是威胁人民生命财产的重大自然灾害之一。其中，暴雨引发的滑坡占滑坡总数的90％，降雨时，一部分沿坡体表面向坡脚排泄，一部分从地表向坡体内部下渗，地表水的下渗使坡体的重量不断增大，在坡体内形成渗流场，滑坡下滑力增大；地下水的下渗，使滑带土充分饱和，剪切强度迅速降低；当滑体下滑力大于滑带的剪切强度时，滑坡体开始移动，条件进一步恶化时，导致最终滑坡失去稳定。
[0003]边坡通常采用锚固桩、挡土墙、锚索等边坡加固结构进行处理，然而，边坡加固结构的使用状态及有效性会随着时间的推移逐渐变差，从而影响边坡的安全性能。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，其解决了现有技术中边坡可视化监测不方便的技术问题。
[0005]根据本专利技术的实施例，提供一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，系统包括：
[0006]数据采集系统，在边坡各处设置多个数据采集终端，多个数据采集终端用于采集边坡处的环境数据；
[0007]GNSS系统，GNSS系统包括多个GNSS模块，在边坡上设置多个监测站点，每一监测站点均设置有一GNSS模块；每一GNSS模块用于采集对应监测站点的GNSS数据：
[0008]监测系统，所述监测系统内设置有数字孪生边坡，监测系统与数据采集系统和GNSS系统相连，来获取环境数据和GNSS数据，监测系统根据环境数据和GNSS数据进行分析获取监测数据，并进行可视化展示。
[0009]进一步地，在边坡上设置多个监测站点：
[0010]对边坡进行勘测，根据勘测的结果将边坡划分为高风险区域、中风险区域以及低风险区域；根据高风险区域、中风险区域以及低风险区域的面积，获取高风险区域、中风险区域以及低风险区域内监测站点的数量；
[0011]根据高风险区域、中风险区域以及低风险区域内监测站点的数量，以及勘测的结果来获取各区域内各监测站点的位置。
[0012]进一步地，获取数字孪生边坡，包括：
[0013]获取边坡的在一年中若干时刻边坡的航拍照片；根据边坡的航拍照片对边坡三维模型进行渲染，获取若干数字孪生边坡；
[0014]获取当前边坡的监测照片，将所述监测照片与若干航拍照片一一进行比对，获取相似度最高的航拍照片对应的数字孪生边坡。
[0015]进一步地，高风险区域、中风险区域以及低风险区域在数字孪生边坡中对应设置有区域底色。
[0016]进一步地，所述监测系统还根据环境数据和GNSS数据获取告警信号，并在数字孪生边坡上展示。
[0017]进一步地，监测系统包括系统管理模块，所述系统管理模块用于要进行用户管理、数据库备份、软件升级、重启系统、服务管理，来保证系统正常运行和系统安全。
[0018]进一步地，每一GNSS模块均配置有太阳能供电模块；
[0019]所述太阳能供电模块包括太阳能电池板，根据监测站点的位置，获取监测站点处的日照数据，根据所述日照数据获取太阳能电池板的安装角度。
[0020]进一步地，所述边坡的环境数据包括温度数据、湿度数据、积雪数据、降雨数据。
[0021]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术通过采用数字孪生技术，根据边坡的地形地貌以及GNSS模块，构建数字孪生边坡；利用可视化引擎，实现边坡健康监测的可视化全景管理。结合边坡三维模型、实时监测数据信息，通过数据驱动模型引擎，可在边坡的三维模型上实时展示边坡健康的实时健康。解决了现有技术中边坡可视化监测不方便的技术问题。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例的原理图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图及实施例对本专利技术中的技术方案进一步说明。
[0025]如图1所示，一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，包括：
[0026]一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，系统包括：
[0027]数据采集系统，在边坡各处设置多个数据采集终端，多个数据采集终端用于采集边坡处的环境数据；
[0028]GNSS系统，GNSS系统包括多个GNSS模块，在边坡上设置多个监测站点，每一监测站点均设置有一GNSS模块；每一GNSS模块用于采集对应监测站点的GNSS数据：
[0029]监测系统，所述监测系统内设置有数字孪生边坡，监测系统与数据采集系统和GNSS系统相连，来获取环境数据和GNSS数据，监测系统根据环境数据和GNSS数据进行分析获取监测数据，并进行可视化展示。
[0030]本实施例的具体实施过程包括：
[0031]本实施例中，多个数据采集终端包括湿度传感器、雨量传感器、温度传感器、雪量传感器。
[0032]所述GNSS系统包括多个GNSS模块，每个GNSS模块可对卫星原始数据进行实时差分处理，数据更新率可达1Hz、5Hz、10Hz、20Hz，本实施例中GNSS模块采用北斗模式；GNSS模块还可根据系统参数设置，对不同的监测站的实时差分结果进Kalman滤波，达到不同的动态要求和精度要求；
[0033]本实施例中，输入接口协议：RS232、CAN、TCP/IP；输出接口协议：TCP/IP。
[0034]监控系统内设置有数字孪生边坡，本实施例中采用数字孪生技术；采用数字孪生理念，利用可视化引擎，实现边坡健康监测的可视化全景管理。结合边坡三维模型、实时监测数据信息，通过数据驱动模型引擎，可在边坡的三维模型上实时展示边坡健康的实时健康。
[0035]通过图纸、测绘、图像等资料，进行边坡全貌的建模，建立外景(外观)与真实场景1:1的地形地貌的数字模型。
[0036]根据图纸、照片等资料建模的建筑、结构、设备等内容，表现设备的位置、尺寸、比例等参数。通过图片、视频格式采集到的建筑、设备、环境外表面，兼顾模型逼真度和轻量化的双重要求，采取模型与贴图两种技术方式建模确保视觉一致性，模型的多场景复用性。静态对象和动态对象建模完成，在3Dmax中进行其他处理，可以对多边形添加材质、光照、颜色、表面纹理等属性提高景物的真实感、沉浸感，包括：纹理贴图、灯光的烘焙、摄像机的设置等。
[0037]本专利技术的另一实施例，在边坡上设置多个监测站点：
[0038]对边坡进行勘测，根据勘测的结果将边坡划分为高风险区域、中风险区域以及低风险区域；根据高风险区域、中风险区域以及低风险区域的面积，获取高风险区域、中风险区域以及低风险区域内监测站点的数量；
[0039]根据高风险区域、中风险本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，其特征在于：系统包括：数据采集系统，在边坡各处设置多个数据采集终端，多个数据采集终端用于采集边坡处的环境数据；GNSS系统，GNSS系统包括多个GNSS模块，在边坡上设置多个监测站点，每一监测站点均设置有一GNSS模块；每一GNSS模块用于采集对应监测站点的GNSS数据：监测系统，所述监测系统内设置有数字孪生边坡，监测系统与数据采集系统和GNSS系统相连，来获取环境数据和GNSS数据，监测系统根据环境数据和GNSS数据进行分析获取监测数据，并进行可视化展示。2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，其特征在于：在边坡上设置多个监测站点：对边坡进行勘测，根据勘测的结果将边坡划分为高风险区域、中风险区域以及低风险区域；根据高风险区域、中风险区域以及低风险区域的面积，获取高风险区域、中风险区域以及低风险区域内监测站点的数量；根据高风险区域、中风险区域以及低风险区域内监测站点的数量，以及勘测的结果来获取各区域内各监测站点的位置。3.如权利要求1所述的一种基于数字孪生的边坡可视化监测系统，其特征在于：获取数字孪生边坡，包括：获取边坡的在一年中若干时刻边坡的航拍照片；根据边坡的航拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞俊，马国强，熊德军，张文红，漆更，
申请(专利权)人：国能四川东谷河流域水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：