[发明专利]基于数字孪生的边坡安全管理方法及系统

说明书

本发明属于边坡安全管理技术领域，公开了一种基于数字孪生的边坡安全管理方法及系统，所述的方法包括如下步骤：构建当前边坡的动态变化的三维数字边坡模型；构建边坡风险预测数据库和边坡风险预测模型；在当前边坡的动态变化的三维数字边坡模型中，添加可视化界面，并将边坡风险预测模型输出的边坡风险预测结果显示在可视化界面；采集当前边坡的实时的边坡安全管理数据，并将当前边坡的实时的边坡安全管理数据输入设置有可视化界面的三维数字边坡模型进行边坡安全管理，本发明解决了现有技术存在的工作量大，自动化程度低，结果准确性差，参考性价值低以及安全管理效率低下的问题，本发明适用于边坡安全管理。

技术领域

本发明属于边坡安全管理技术领域，具体涉及基于数字孪生的边坡安全管理方法及系统。

背景技术

由于复杂的板块构造与沉积作用、内外动力地质作用以及恶劣的自然条件，形成了大规模的堆积体滑坡群及广泛分布的碎裂松动岩体边坡。这些不良地质体在天然条件下处于临界稳定或基本稳定状态，但是在施工扰动或暴雨、地震、蓄水、水位交变等长期运行条件下，边坡稳定性演化规律复杂，采用传统的极限平衡与数值模拟稳定性分析及监测手段很难实时全面真实掌握其整体稳定性状况，是制约的边坡安全管理的重要因素。

风险是一种潜在的灾害，预示着灾害发生的可能性。如果风险缺乏有效的预防和管理，一旦时机成熟，隐性的风险便会转化成显性的危害。对边坡进行安全管理，主要是根据边坡的地形测绘数据和地质勘探数据进行边坡风险分析，在发生边坡滑坡灾害之前对边坡进行安全防治等措施，避免影响周围居民或过往车辆的正常生活和人身安全。安全管理的首要任务，是对边坡存在的潜在风险进行提前预测，在滑坡事故发生之前提前预知，并采取有效的措施，但是现有的边坡安全管理，缺乏有效、全方位的研究。主要表现在：一、现有的边坡风险预测，主要借助于专家对存在滑坡灾害风险的区域进行数据采集和人工分析，过度依靠专家的专业知识和经验判断，工作量大，自动化程度低，并且边坡的灾害风险与地形测绘数据和地质勘探数据之间的关系复杂，由于主观因素存在一定的疏忽，导致滑坡灾害风险预测结果准确性差；二、得到的边坡的滑坡灾害风险预测结果往往采用数据化、文字化的表现形式，工作人员无法直观的、便捷的对滑坡灾害风险预测结果进行分析和管理，导致对边坡的安全管理效率低下。

发明内容

本发明所解决的技术问题：提供一种基于数字孪生的边坡安全管理方法及系统，解决现有技术中边坡的安全管理效率低的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案：基于数字孪生的边坡安全管理方法，包括以下步骤：

S1、采集当前边坡的若干历史的边坡安全管理数据，并根据当前边坡的若干历史的边坡安全管理数据，构建当前边坡的动态变化的三维数字边坡模型；

S2、构建边坡风险预测数据库，并根据当前边坡的若干历史的边坡安全管理数据，在边坡风险预测数据库中，构建边坡风险预测模型；

S3、在当前边坡的动态变化的三维数字边坡模型中，添加可视化界面，并将边坡风险预测模型输出的边坡风险预测结果显示在可视化界面，得到设置有可视化界面的三维数字边坡模型；

S4、采集当前边坡的实时的边坡安全管理数据，并将当前边坡的实时的边坡安全管理数据输入设置有可视化界面的三维数字边坡模型进行边坡安全管理。

进一步的，S1中，所述边坡安全管理数据包括边坡三维影像数据、地形测绘数据、地质勘探数据以及地貌气象数据；所述的地形测绘数据包括当前边坡的高程、坡度、坡向、曲率以及GIS数据；所述的地质勘探数据包括当前边坡的岩石硬度、地层、地应力、地下水、断层、裂隙、节理、岩体力学参数以及边坡变形；所述的地貌气象数据包括当前边坡的水文地貌、降雨量、土地湿度、滑坡土地破坏、道路铺设、植被绿化以及地面建筑。

进一步的，S1中，构建当前边坡的动态变化的三维数字边坡模型包括以下步骤：