[发明专利]一种边坡开挖智能监控方法及系统

权利要求书

1.一种边坡开挖智能监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过遥感卫星对施工区域进行地形绘制，通过三维GIS软件得到地形图；

在施工区域的边缘设置辅助定位装置，通过所述辅助定位装置获得辅助定位信息；

通过无人机对施工区域进行航空拍摄，得到航拍信息；

信息管理平台根据所述辅助定位信息和所述航拍信息建立边坡三维模型；所述边坡三维模型包含边坡表面特征点三维坐标信息、岩土特征信息；

所述信息管理平台将所述岩土特征信息与存储在所述信息管理平台中的地质数据库进行对比识别分析，得到岩土分析信息；

所述信息管理平台将所述地形图与所述边坡三维模型进行叠合，得到数字化图像模型；

通过用户终端查看所述航拍信息、所述边坡三维模型、所述岩土分析信息或所述数字化图像模型；

其中，所述航拍信息包括施工区域图像以及无人机的经纬度、高程、拍摄姿态，将所述航拍信息与所述辅助定位信息结合生成绝对坐标系与位于所述绝对坐标系中的边坡表面特征点；对航拍获取的所述施工区域图像进行配准、分割、重构，在所述绝对坐标系下生成所述边坡三维模型；

在所述边坡三维模型的构建过程中，所述边坡三维模型由有限个单位元构成，位于所述绝对坐标系中的边坡表面特征点的坐标值用以辅助计算开挖土石方量的大小；在边坡开挖的过程中，土石方量减少等同于在等比例的所述边坡三维模型中减少单位元；所述信息管理平台基于单位元的大小计算得到土石方量的大小，并根据不同开挖过程所用时间，计算平均每单位工程量的所需时间，预估开挖所需工期；所述边坡三维模型构建完成后，根据施工要求尺寸，所述信息管理平台通过计算单位元预估全部开挖工程量。

2.根据权利要求1所述的边坡开挖智能监控方法，其特征在于，通过所述用户终端步进或连续查看所述边坡三维模型中边坡变形位置、整个边坡的开挖特征、边坡开挖过程中位于所述绝对坐标系中的边坡表面特征点的变化、开挖土石方量的大小、工程量信息或工期信息。

3.根据权利要求1所述的边坡开挖智能监控方法，其特征在于，所述边坡三维模型为沿一定时间节点建立的模型，对于开挖过程中可能产生的开挖问题，通过所述信息管理平台进行概率计算，预测可能发生地质灾害的概率，得到预测灾害信息；通过所述用户终端查看所述预测灾害信息；其中，所述开挖问题包括孤石、裂缝、构造带，所述地质灾害包括落石、坍塌、滑坡。

4.根据权利要求1所述的边坡开挖智能监控方法，其特征在于，所述信息管理平台采用卷积神经网络算法对开挖过程中拍摄的岩土图像进行自动识别；所述岩土特征信息包括边坡土类型信息、岩石种类信息、岩层产状信息；所述岩土分析信息包括实际开挖后的岩土体与勘察阶段岩土体的差异性分析结果。

5.根据权利要求1所述的边坡开挖智能监控方法，其特征在于，每次航拍测量、分析处理后，通过所述用户终端生成、查看、下载所述边坡开挖过程报告。

6.一种边坡开挖智能监控系统，其特征在于，包括：测量系统、信息管理平台、用户终端；所述测量系统包括遥感卫星、无人机、辅助定位装置；

所述边坡开挖智能监控系统用于实现如权利要求1-5中任一所述的边坡开挖智能监控方法中的步骤。

7.根据权利要求6所述的边坡开挖智能监控系统，其特征在于，所述无人机包括高清摄像机、定位系统、第一信息收发模块、传感器模块、飞行控制系统；

所述信息管理平台包括信息处理模块、第二信息收发模块、第一存储模块、地质数据库；

所述用户终端包括第三信息收发模块、显示模块、第二存储模块。

8.根据权利要求6所述的边坡开挖智能监控系统，其特征在于，还包括：无人机操作人员终端，用于对所述无人机进行远距离操纵。