【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冻土区公路监测领域，尤其涉及一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统及其应用方法。
技术介绍
1、由于冻土的冻融特性，地表线性工程如公路会在多年冻土退化过程中均遭受不同程度的破坏。路基不均匀沉降、路面开裂、山体和路堑边坡滑坡、涎流冰等冻土灾害大幅降低交通通行效率，还存在巨大安全隐患。地方公路管理部门还需要定期对损坏道路进行检测、修补以减轻这些灾害带来的负面影响。然而，对多年冻土退化、分布范围及致灾机理等研究不够深入使得防灾减灾工作繁琐低效。
2、因此，掌控多年冻土区公路受冻土冻融影响的关键信息，高效精准且低成本地实施线性工程防灾减灾及养护措施便成为了问题解决的关键。
3、冻土区公路监测主要是针对冻土地区公路路面状况和周边环境的监测和评估，以保障道路的安全、畅通和长期使用。
4、冻土区公路由于受到温度变化、水文地质条件等因素的影响，容易产生路面裂缝、变形等问题。通过对冻土区公路进行监测，可以及时发现这些问题并采取相应的措施进行维修和养护，防止道路损坏加剧；可以全面了解冻土区公路的状态和性能，为道路养护和维修提供科学依据。同时，也可以为道路设计和建设提供宝贵经验，提高冻土区公路的质量和安全性。
5、现有对冻土区公路监测的成果大多局限于某一系统或方法，少有全面、立体化的监测方式统筹全局，对各要素进行综合性分析。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统及其应用方法，解决了传统的冻土区公路数据监测时
2、一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统，包括：
3、光学遥感数据采集模块，用于通过卫星或飞机搭载的遥感仪器捕获地球表面的可见光和近红外光辐射，得到光学遥感数据；
4、雷达数据采集模块，用于通过向地表发射雷达波束，然后接受地面反射信号，获取地表雷达图像，得到雷达数据；
5、微波遥感数据采集模块，用于通过微波设备来探测、接收被测物体在微波波段的电磁辐射和散射特性，以识别远距离物体，得到微波遥感数据；
6、无人机数据采集模块，用于通过无人机按照根据特定的航迹飞行并拍摄具有精确坐标的图像，得到无人机数据；
7、小型监测站数据采集模块，用于通过分布在关键点位的小型监测站执行微观监测任务，得到微观监测数据；
8、监测数据云平台，用于存储所述光学遥感数据、所述雷达数据、所述微波遥感数据、所述无人机数据和所述微观监测数据；
9、数据分析模块，用于对监测数据云平台存储的数据进行数据分析；
10、异常监测模块，用于根据所述数据分析模块的分析结果确定异常信息，根据所述异常信息进行报警操作。
11、在本专利技术的一种实施例中，所述一体化监测预警系统集成了64位arm7tdmi-s微控制器内核、2.4ghz ieee802.15.4标准射频收发器、2个8通道12位模数转换器adc和4个16位定时器。
12、在本专利技术的一种实施例中，所述监测数据云平台包括空天数据服务平台和野外站点监测数据平台。
13、在本专利技术的一种实施例中，所述空天数据服务平台包括参数存储单元和可视化分析单元；所述参数存储单元用于存储地理信息参数和遥感参数；所述可视化分析单元用于根据所述地理信息参数和遥感参数进行历史数据可视化分析。
14、在本专利技术的一种实施例中，所述野外站点监测数据平台包括历史数据服务单元、实时数据服务单元和数据分析服务单元；所述历史数据服务单元用于存储小型监测站的历史数据，提供下载服务；所述实时数据单元用于提供三种可视化制图，包括实时动态图、历史同期数据对比图和等值线图；所述数据分析服务单元用于提供历史数据的拟合功能和未来数据的预测功能。
15、在本专利技术的一种实施例中，所述实时数据单元还用于进行异常预警，包括数据异常预警和传感器异常预警。
16、一种应用上述的一体化监测预警系统对冻土区公路进行监测和预警的方法，包括：
17、获取第一监测数据存储到监测数据云平台中；
18、将获取到的第一监测数据进行格式转换，得到的第二监测数据，将所述第二监测数据存储到监测数据云平台中；
19、对所述第二监测数据进行数据分析，根据分析结果进行建模和绘图，将分析结果、建立的模型和绘图存储到所述监测数据云平台；
20、根据调取指令从所述监测数据云平台调取所述分析结果和/或绘图并对所述分析结果中的异常信息进行标注，将标注后的数据推送至用户终端。
21、在本专利技术的一种实施例中，在使用一体化监测预警系统之前，所述方法还包括：通过matlab语言编译开发，采用图形用户接口gui功能设计出原始的源程序文件和用户界面窗口定义文件；通过matlab自带的matlab compiler编译器对所述源程序文件和所述用户界面窗口定义文件进行编译，得到目标文件，使用链接器链接所述目标文件，生成可执行文件。
22、一种应用上述一体化监测预警系统对冻土区公路进行监测和预警的设备，包括：
23、至少一个处理器；以及，
24、与所述至少一个处理器通过总线通信连接的存储器；其中，
25、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。
26、一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如上述各实施例任一项所述的方法。
27、本专利技术提供了一种应用上述一体化监测预警系统对冻土区公路进行监测和预警的方法，至少包括以下有益效果：通过本专利技术提供的“空-天-地”一体化监测系统通过多种方式采集数据，获取了多维度的冻土区公路数据，能够为多年冻土区线性工程建设、维护提供良好的数据支撑，其分析、绘图功能也可为相关建设单位、科研院所提供决策参考，节省了大量人力物力，提升线性工程防灾减灾效果。
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1.一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一体化监测预警系统集成了64位ARM7TDMI-S微控制器内核、2.4GHz IEEE802.15.4标准射频收发器、2个8通道12位模数转换器ADC和4个16位定时器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测数据云平台包括空天数据服务平台和野外站点监测数据平台。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述空天数据服务平台包括参数存储单元和可视化分析单元；
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述野外站点监测数据平台包括历史数据服务单元、实时数据服务单元和数据分析服务单元；
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述实时数据单元还用于进行异常预警，包括数据异常预警和传感器异常预警。
7.一种应用权利要求1-6任一项所述的一体化监测预警系统对冻土区公路进行监测和预警的方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在使用一体化监测预警系统之前，所
9.一种应用权利要求1-6任一项所述的一体化监测预警系统对冻土区公路进行监测和预警的设备，其特征在于，包括：
10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现如权利要求7-8任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一体化监测预警系统集成了64位arm7tdmi-s微控制器内核、2.4ghz ieee802.15.4标准射频收发器、2个8通道12位模数转换器adc和4个16位定时器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测数据云平台包括空天数据服务平台和野外站点监测数据平台。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述空天数据服务平台包括参数存储单元和可视化分析单元；
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述野外站点监测数据平台包括历史数据服务单元、实时数据服务单元和数...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭颖，刘帅，单炜，张程程，
申请(专利权)人：东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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