一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其包括天基监测模块、空基监测模块、地基监测模块、数据传输模块、风险数据提取模块、数据计算模块、预警计算模块和预警发布模块，提出了区域公路边坡隐患普查与精细化监测相结合、“无人机近景摄影测量技术”、“北斗高精度定位、三维激光扫描与高精度传感器融合监测技术”为一体的边坡智能化巡检、精细化监测、定量化风险评价技术体系，可实现区域路网边坡安全的定期监测与风险评价，使得天基卫星、空基无人机和地基监测站之间监测的间隙做到有效的衔接，避免发生监测中空区。避免发生监测中空区。避免发生监测中空区。

【技术实现步骤摘要】
一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统


[0001]本专利技术涉及边坡监测领域，是一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统。

技术介绍

[0002]滑坡是斜坡岩土体在重力及外界因素(如降雨、水位、地震、人类工程活动等)作用下表现出的一种变形破坏过程和现象。在重力与外力的共同驱动下，斜坡岩土体产生破裂，伴随内部潜在滑动面的孕育与贯通，产生外部宏观变形最终失稳破坏形成滑坡，滑坡监测预警是通过现代监测技术对滑坡变形破坏过程中的一些指标(如位移、应力、内部破裂产生的微震、声发射以及地下水位等)进行持续监测，根据监测指标的动态变化特征、规律以及前兆特征，在滑坡发生前发出警示信息，是主动防灾减灾的重要途径之一，现有技术通常通过定时对滑坡位置进行天基卫星、空基无人机和地基监测站的监测，而天基卫星、空基无人机和地基监测站之间监测的间隙无法做到有效的衔接，导致监测的衔接位置发生监测中空区，这样导致边坡易在监测中空区的数据遗失，导致监测数据不完全；
[0003]例如在公开号为CN110533886A的中国专利中提供了一种全覆盖式公路边坡监测与预警系统，属于边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：其包括天基监测模块、空基监测模块、地基监测模块、数据传输模块、风险数据提取模块、数据计算模块、预警计算模块和预警发布模块；所述天基监测模块，用于对天基遥感图像信号进行提取，同时对卫星图像进行核对以对风险区进行确定划分；所述空基监测模块，用于根据风险区的划分，通过控制遥感无人机姿态到达风险区上空进行拍摄，进而进行风险区位置的确认；所述地基监测模块，用于根据风险区位置的确认信息，使用位移监测仪器对风险区位置进行位移实时监测，对监测位置的数据进行采集；所述数据传输模块，用于对天基监测模块、空基监测模块和地基监测模块的监测数据进行融合，并对监测数据进行分类并传输；所述风险数据提取模块，用于对监测数据中分类得出的风险数据进行提取；所述数据计算模块，用于对风险数据代入风险时间计算策略和风险范围计算策略中进行风险的发生时间和风险的发生范围的计算；所述预警计算模块，用于通过计算得到的风险的发生时间和风险的发生范围，对预警值进行计算，并带入预警值对照表中进行预警等级的提取；所述预警发布模块，用于对预警等级、预警范围和预警时间进行发布。2.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：所述天基监测模块包括遥感信号采集单元、位置数据提取单元、卫星图像核对单元和风险区划分单元，所述遥感信号采集单元用于对卫星拍摄的遥感图像信号进行采集并传输，所述位置数据提取单元用于根据遥感信号提供的经纬度对监测位置的位置数据进行提取，所述卫星图像核对单元用于对卫星至少一次过顶图像进行收集核对，对监测位置的图像进行对比，得出监测位置的边坡演化图像集，所述风险区划分单元用于对边坡演化图像集中的演化数据与设定的安全数据范围对比，若该区域图像集中的演化数据不在安全数据范围内，则该区域设为风险区，若该区域图像集中的演化数据在安全数据范围内，则该区域不设为风险区。3.根据权利要求2所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：所述空基监测模块还包括形变数据采集单元、形变位置点数据采集单元、形变数据演化计算单元、形变位置地形采集单元、形变位置附加建筑物采集单元、天基预警单元和天基数据储存单元，所述形变数据采集单元用于对监测位置的形变数据进行采集，所述形变位置点数据采集单元用于对形变位置点的土壤属性数据进行采集，所述形变数据演化计算单元用于对形变演化数据进行计算，以对形变数据最后的演化结果进行计算，所述天基预警单元用于对计算得到的最后的演化结果进行预警，所述天基数据储存单元用于对采集的天基数据进行储存，所述形变位置地形采集单元用于对形变位置的地形数据进行采集，所述形变位置附加建筑物采集单元用于对形变演化位置的附加建筑物的位置和结构数据进行采集。4.根据权利要求3所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：所述空基监测模块包括形变数据提取单元、图像拍摄单元、无人机姿态监控单元、无人机姿态控制单元、位置确认单元、形变量确定单元、威胁补偿单元和空基预警单元，所述形变数据提取单元用于提取天基监测模块监测的边坡形变数据，所述图像拍摄单元用于通过无人机
携带高清探头对风险区进行高清图像的拍摄，所述无人机姿态监控单元用于监控无人机的飞行姿态，所述无人机姿态控制单元用于通过遥控器控制飞行中的无人机姿态，所述位置确认单元用于将无人机飞行至风险区位置上空，对风险区位置与天基监测模块监测的风险区位置进行核对，所述形变量确定单元，用于计算形变量的变化速度，所述威胁补偿单元用于对天基监测模块监测的风险区的形变量变化进行核对，并对无人机监测过程中的平均形变量进行计算，所述空基预警单元用于对无人机采集的数据进行计算得到空基预警信息数据。5.根据权利要求4所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：所述地基监测模块包括位移传感器监测单元、扫描仪监测单元和人员识别单元，所述位移传感器监测单元用于实地对地基的位移量进行监测，所述扫描仪监测单元用于对风险区的边坡进行扫描，对扫描图像进行提取，得到风险区的三维断层图像，对边坡断裂面进行体积计算，所述人员识别单元用于采集边坡断裂面下滑处人员的数量和距离数据信息。6.根据权利要求5所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于：所述风险数据提取模块包括天基数据提取单元、空基数据提取单元和地基数据提取单元，所述天基数据提取单元用于提取天基监测模块的风险区监测数据，所述空基数据提取单元用于提取空基监测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：章柳柳，
申请(专利权)人：章柳柳，
类型：发明
国别省市：