[发明专利]一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警系统

说明书

本发明是一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警系统，包括终端服务器模块、以及无线连接所述终端服务器模块的实时监测模块和定期扫描模块，所述实时监测模块采集目标边坡的实时变形数据和气候监测数据并上传至终端服务器模块，所述定期扫描模块扫描目标边坡生成不同时段的三维数字高程模型并上传至终端服务器模块，所述终端服务器模块将不同时段的三维数字高程模型结合目标边坡的实时变形数据和气候监测数据进行人工智能学习，以获得目标边坡全断面的变形趋势及变形规律，为目标边坡的长期使用维护提供决策数据。本发明以无人机为基础，结合北斗定位系统与激光雷达设备，为滑坡预警和边坡的长期维护提供了可靠且精确的数据支撑。

技术领域

本发明涉及边坡测绘工程领域，具体涉及一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警系统。

背景技术

在基础设施建设工程中，因为自然地形复杂，故常需对施工场地进行开挖或者填筑施工，施工后的边坡由于原始状态的改变，其稳定性容易受施工进展、气候季节变化等因素影响，从而产生滑坡等地质灾害，进而影响工程进度，造成人员伤亡、财务损失，因此有必要对施工边坡进行滑坡监测与预警。针对滑坡灾害的特性，对施工边坡的监测预警要有全面、实时、可提前预防等需求。

常见的边坡监测技术有精密大地测量法、卫星定位系统测量法、InSAR合成孔径雷达测量法、分布式光纤地表位移监测法等，其中LiDAR激光雷达扫描法是近年来新兴的一种监测方法。上述各类边坡监测技术各有优劣，其中卫星定位测量法作为一种点监测方法，其监测数据的可用性依赖监测点的选取与布置，具有实时监测、无人值守等优点；InSAR测量法须长时间扫描，从而获取高精度坡面数字地图，设备昂贵，且依赖人工操作；目前LiDAR激光雷达技术除精度较低外，具有全地形、多平台载具等优点。

在实际工程中单一使用上述监测方法，不能满足目标边坡的监测需求。因此，本发明针对实际边坡监测需求并结合多种监测技术的优点，提出了北斗系统与搭载激光雷达的无人机相组合的监测方案，结合人工智能神经网络算法，实现目标边坡的实时监测、坡面变形监测、坡面变形趋势分析与预测，为边坡预警、工程决策提供了客观、量化的判断依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种结合北斗定位和无人机雷达的边坡断面监测预警系统，该系统包括终端服务器模块、以及无线连接所述终端服务器模块的实时监测模块和定期扫描模块，所述实时监测模块采集目标边坡的实时变形数据和气候监测数据并上传至终端服务器模块，所述定期扫描模块扫描目标边坡生成不同时段的三维数字高程模型并上传至终端服务器模块，所述终端服务器模块将不同时段的三维数字高程模型结合目标边坡的实时变形数据和气候监测数据进行人工智能学习，以获得目标边坡全断面的变形趋势及变形规律，为目标边坡的长期使用维护提供决策数据。

进一步的，所述实时监测模块根据采集到的目标边坡的实时变形数据和气候监测数据结合边坡理论计算判断目标边坡是否超过的变形阀值，若判断结果为是，则表明目标边坡有较大滑动趋势，生成预警信号，并将计算结果与预警信号上传至终端服务器，实施滑坡预警，若判断结果为否，则表明目标边坡处于安全状态，将目标边坡的实时变形数据和气候监测数据上传至终端服务器。

进一步的，所述实时监测模块包括有固定地锚、北斗定位系统、信息储存装置、信息处理器、信息收发装置和气候监测传感器，所述固定地锚分成若干个设置在目标边坡上，所述北斗定位系统自动接收固定地锚的位移信息和气候监测传感器采集到的气候监测数据，目标边坡的实时变形数据由固定地锚的位移信息确定，北斗定位系统将实时变形数据和气候监测数据输入至信息处理器中，所述信息处理器根据边坡理论计算判断目标边坡是否超过的变形阀值，并将相应的判断结果通过信息收发装置上传至终端服务器。

进一步的，所述气候监测传感器包括温度计、湿度计和雨量计，气候监测数据由温度计、湿度计和雨量计测得的数据确定。