[发明专利]一种溃坝过程安全监测、预警与影响评估方法

说明书

本发明公开了一种溃坝过程安全监测、预警与影响评估方法，本发明将贴近摄影测量技术、TPS变形监测系统、机载LiDAR测量技术与三维激光扫描仪测量技术相结合，获得高精度测量数据与三维模型，获取测区大坝变形信息；将获得信息进行去除粗差与误差处理，通过建立回归模型建立监测变量与变形关系，准确得到外部环境对溃坝进程影响，通过获得监测数据的异常值，判断异常变形情况，针对异常情况进行监测；最后对获得三维点云数据处理，自动找出变形区域，准确识别溃坝部位，依据倾斜摄影三维模型，获得完整溃坝过程。本方法解决了传统的大坝安全监测手段过于单一、精度低且不能及时监测出大坝异常的形变沉降情况等问题。

技术领域

本发明涉及溃坝监测领域，具体涉及一种溃坝过程安全监测、预警与影响评估方法。

背景技术

溃坝过程监测是一项长期，复杂的监测工程，在溃坝过程中存在着大量模糊、复杂、不确定因素，且在上世纪50～60年代，数起严重溃坝事件的发生，使人意识到对溃坝过程进行安全监测、预警与影响评价的重要性。在进行溃坝监测的工作过程中，使用单一监测方法难以获得完整溃坝过程，准确得到溃坝原因。因此，对大坝进行实时监测，并准确地获取大坝周期变形模型，获取溃坝过程，有着十分重要的意义。

目前，常用的大坝变形监测为大坝内部垂线，引张线等变形监测，大坝外部水准控制网，GPS控制网等变形检测网。由于溃坝因素有很多，使得溃坝发生具有随机性、不确定性。若仅仅凭借经验对溃坝进行定型判断，难以为水库大坝的管理建设提供参考。基于水准控制网与GPS技术在大坝观测中应用最为广泛的方法，但是这种方法对溃坝过程监测与研究也有缺陷与不足，如下：(1)影响溃坝的因素有很多，包括坝体渗漏、坝体滑坡、生物洞穴等难以监测，需要大坝的精细周期变化模型。(2)开裂，渗漏，变形等溃坝过程难以与监测的变形数据结合，探讨内外因素对溃坝过程影响，基于多因素对溃坝进行预警与安全监测。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种溃坝过程安全监测、预警与影响评估方法实现了对大坝的安全监测和异常形变预警。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种溃坝过程安全监测、预警与影响评估方法，其包括以下步骤：

S1、使用贴近倾斜摄影测量技术获取监测区域的三维模型；

S2、使用TPS变形监测系统对大坝进行监测，获取测量点的水平位移与沉降数据；

S3、使用机载LiDAR与三维激光扫描仪获取监测区域的点云数据；

S4、基于测量点的变形数据、水平位移与沉降数据，以及监测区域的点云数据获取监测点变化数据；

S5、构建大坝变形的多元线性回归模型，基于监测点变化数据通过大坝变形的多元线性回归模型对溃坝过程进行安全监测；

S6、获取安全监测过程中变化数据超过阈值的区域，即危险区域；

S7、使用机载LiDAR和三维激光扫描仪获取危险区域的点云数据；

S8、按时序对危险区域的点云数据和三维模型进行处理，实现危险区域的溃坝可视化；

S9、基于溃坝可视化过程，进行预警与影响评估。

进一步地，步骤S1的具体方法包括以下子步骤：

S1-1、采用无人机倾斜摄影方式获取监测区域的影像；

S1-2、对获取的影像进行质量检查，对质量不达标的区域进行补飞，得到完整影像数据；

S1-3、对完整影像数据进行匀光匀色和几何校正处理，得到预处理后的影像；

S1-4、对预处理后的影像进行空三加密和分块重构，构建数字表面模型；