[发明专利]基于无人机对预埋角反射器的边坡变形监测的方法

说明书

本发明提供基于无人机对预埋角反射器的边坡变形监测的方法，属于边坡变形监测技术领域，将若干个边坡监测端安装在边坡上，然后把无人机监测端在边坡的相对面起飞，并保持固定位置不变，无人机监测端对边坡进行照射，边坡监测端把大部分光反射给无人机，当边坡发生滑坡时，其中一个边坡监测端的光无法反射到无人机监测端，则判定为发生滑坡，同时边坡监测端实时检测边坡的震动信号。通过角反射器进行反射光线来进一步判断边坡是否出现滑动，具有高效，实时准确的特点，同时结合电子的监测，设置震动信号来监测是否出现滑坡的情况，电子信号处理来判断，双重保护。

技术领域

本发明涉及边坡变形监测技术领域，尤其涉及基于无人机对预埋角反射器的边坡变形监测的方法。

背景技术

山体滑陂是指山体斜坡上某一部分岩土在自身重力或地下水的动静压力作用下，沿着一定的软弱结构面产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。

山体滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。特别位于人民居住、山区道路、铁路沿线等区域，山体滑坡不仅造成一定范围内的人员伤亡、财产损失，还会对附近道路交通造成严重威胁，破环现有的自然环境及平衡。

滑坡的发展一般分为三个阶段。1.蠕动变形阶段：主要是缓慢、匀速、小量的沉陷或滑移，坡面出现裂缝，后缘渐被拉裂，历时从数天到数十年；2.急剧滑动阶段：滑动面和切割面已形成，各种滑坡形态相继出现，急剧滑动阶段历时很短，一般约几分钟到几十分钟，快的每分钟数米到数十米，甚至每秒几十米；3.渐趋稳定阶段：在重力等作用下，滑坡体土石块逐渐密实，地表裂缝闭合，前缘渗水变清，滑体趋于稳定，但如遇新的诱发因素，又再次变形破坏。滑坡的形成有自然因素和人为因素两方面。自然因素就防汛而言有地貌形态、地质结构、降水、地下水等；人为因素有边坡开挖过陡、爆破影响、堆土不当等。滑坡需有临空面和各种因素的综合作用下形成滑动面与切割面，且滑动力大于抗滑力时才能下滑。滑动面与剪切面经常不是同时形成，而是在一个点或一个局部范围先剪断破坏，然后逐渐发展成贯通的剪切破坏面。

在发生滑坡前，会产生一系列的特征，如岩土裂缝、垮塌、水位异常等较为异常现象。这些特征都易于检测或观测到，因此，针对有潜在危害的山体进行监测，对山体滑坡的预测具有非常重要的作用。但是，现有技术中，对山体滑坡没有比较及时有效的技术手段，通常都是人工进行户外勘察，不仅效率低、人工劳动强度大，监测人员安全无法得到保证，并且在出现山体滑坡时还不能及时发现，造成较大的经济损失。因此，需要设计一种反应速度更快，更安全的边坡变形监测的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供基于无人机对预埋角反射器的边坡变形监测的方法，解决背景技术中提到的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于无人机对预埋角反射器的边坡变形监测的方法，将若干个边坡监测端安装在边坡上，然后把无人机监测端在边坡的相对面起飞，并保持固定位置不变，无人机监测端对边坡进行照射，边坡监测端把大部分光反射给无人机，当边坡发生滑坡时，其中一个边坡监测端的光无法反射到无人机监测端，则判定为发生滑坡，同时边坡监测端实时检测边坡的震动信号，然后根据检测信号判断是否出现滑坡，并把检测信号传给无人机监测端。

进一步地，边坡监测端包括角反射器、无线发送模块、数据处理装置、数据采集报警模块和边坡加速度传感器模块，边坡加速度传感器模块经数据采集报警模块与数据处理装置连接，数据处理装置经无线发送模块与无人机监测端无线连接，角反射器安装反射面与无人机监测端相对设置，边坡加速度传感器模块用于获取边坡滑体或者移动所产生的微震信号，使用长短时窗幅值比法拾取微震波形数据，同时使用阈值判别法对微震波形数据进行分析并根据分析结果进行预警，并将数据传输经至数据采集报警模块传给数据处理装置，数据采集报警模块设置有报警器，当边坡加速度传感器模块采集信号大于预设值，提前发出报警声，数据处理装置用于使用P波初动时刻识别算法识别出边坡加速度传感器模块块传入的微震波形数据的P波初动时刻，使用匹配算法处理得到边坡滑体事件对应的四通道微震波形数据。