[发明专利]一种堤坝管涌和滑坡病害快速检测方法及系统

说明书

本公开提供了一种堤坝管涌和滑坡病害快速检测方法及系统，包括：获取待检测区域的堤坝点云数据；将堤坝点云数据输入管涌和滑坡特征识别模型中，所述管涌和滑坡特征识别模型用于对点云数据进行特征提取得到点云数据的边缘特征点，并对边缘特征点进行管涌和滑坡特征识别得到管涌和滑坡部位数据；解决了如何避免对点云缺失的“孔洞”的边缘部分产生影响造成的数据失真，以及在大范围堤坝检测过程中管涌隐蔽性强、发育迅速且容易危害检测人员的难题，对于管涌和滑坡检测降低了人工干预提高了自动化程度，实现对堤坝管涌和滑坡高精度检测。

技术领域

本公开属于堤坝边坡检测领域，涉及一种堤坝管涌和滑坡病害快速检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

大量的洪涝灾害资料表明,堤基管涌是江河大堤在汛期的主要险情之一,其不仅发生的数量多而且分布范围广,易于诱发溃堤险情；堤坝滑坡则会导致堤坝后方土体大量脱落，极易引起溃坝。鉴于上述两种病害的分布随机性以及灾害的严重性，开发一种适用于大范围高精度的管涌和滑坡快速检测系统是整个水利行业的迫切需求。

管涌的无损检测方法主要包括探地雷达法、直流电阻率法、地震勘探等，但是上述方法存在大范围巡检工程量大、耗时长、数据处理复杂、成本高以及检测结果滞后等弊端

现阶段滑坡检测主要有以下手段：宏观地质法、大地测量法、近景摄影测量法和分布式光纤监测技术等，但是各种手段存在各自的不足。宏观地质法检测精度低，人力成本高；大地测量法，测量周期长且不能连续观测；近景摄影测量法，专业化程度要求高；分布式光纤监测技术成本及运行费用比较高。

我国已在防洪领域取得了非凡的成就，全国堤坝长度已超过30万公里。但是，目前还存在约三分之一的老旧堤坝未达到防洪要求。管涌和滑坡是堤坝的重要病害，易引发决堤、漫顶险情，将造成重大人员伤亡和经济损失。滑坡是堤坝整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象。管涌是堤坝细颗粒在渗流作用下沿骨架颗粒间隙流失的现象，在堤坝下游堤脚处形成砂环及涌水口。

传统堤坝管涌和滑坡病害的巡检和识别主要依靠人工的方式开展，识别效率低下，易遗漏重大险情。随着激光扫描技术的发展，搭载激光扫描仪的车载或机载堤坝病害巡检装备逐渐进入水利检测市场。通过快速移动测量获取堤坝的激光点云数据，实现大范围堤坝滑坡病害的快速巡检。

堤坝一次巡检将获得数百G点云数据，从其中识别管涌和滑坡病害并提取特征参数主要依赖人工操作。目前，堤坝管涌和滑坡点云提取还存在两方面的问题：(1)数据处理过程中对点云缺失的“孔洞”的边缘部分产生影响造成的数据失真；(2)人工干扰大，精度低。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种堤坝管涌和滑坡病害快速检测方法及系统，可通过无人机搭载的激光雷达扫描得到堤坝总体数据，而后通过携带的微型计算机通过相应算法实时处理数据，而后将检测出的管涌病害位置信息通过无线传输装置发送至工作人员所在的监测中心，并可根据需求安排无人机到达病害部位并通过录像设备监测管涌和滑坡发育状况。

第一方面，本公开提供了一种堤坝管涌和滑坡检测方法，包括：

获取待检测区域的堤坝点云数据；

将堤坝点云数据输入管涌特征识别模型中，所述管涌特征识别模型用于对点云数据进行特征提取得到点云数据的边缘特征点，并对边缘特征点进行管涌特征识别得到管涌部位数据。

第二方面，本公开提供了一种堤坝管涌和滑坡检测系统，包括数据获取模块、管涌检测模块和管涌特征识别模型：

数据获取模块，用于获取待检测区域的堤坝点云数据；

管涌检测模块，用于将堤坝点云数据输入管涌特征识别模型中，所述管涌特征识别模型用于对点云数据进行特征提取得到点云数据的边缘特征点，并对边缘特征点进行管涌特征识别得到管涌部位数据。