[发明专利]一种隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台

权利要求书

1.一种隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，包括：

数据采集及预处理模块，用于对获取的隧道洞口三维点云数据进行预处理；

多源信息融合集成模块，用于对预处理后隧道洞口三维点云数据进行三维地质模型构建，并进行GIS空间分析；

统计学边坡稳定性评价模块，用于基于预处理后隧道洞口三维点云数据进行数字高程模型的构建，并基于加权信息量法进行隧道洞口边坡的高风险区进行分析；

边坡数值模拟功能模块，用于对预处理后隧道洞口三维点云数据进行边坡台阶线的提取，基于地质勘探数据进行隧道洞口实体模型的构建，通过划分网格对隧道洞口实体模型进行数值模拟计算；

统计学分析模块，用于数字高程模型进行评价，基于地勘资料进行风险因子确定，采用加权信息量法对风险因子进行统计分析，并最终得出加权信息量法的滑坡风险图。

2.根据权利要求1所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述数据采集及预处理模块包括无人机倾斜摄影测量模块、Lidar三维激光扫描数据模块及数据预处理子模块。

3.根据权利要求2所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述Lidar三维激光扫描数据模块利用全站式扫描仪对隧道洞口边坡进行全过程扫描，获取大地绝对坐标系下隧道洞口的三维点云数据。

4.根据权利要求2所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述无人机倾斜摄影测量模块利用无人机搭载镜头对隧道洞口的边坡进行影像拍摄，再基于Smart3D进行倾斜摄影模型的构建。

5.根据权利要求4所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述数据预处理子模块对Lidar三维激光扫描数据模块获取的三维点云数据的噪点数据进行剔除以及三维台阶线的提取，其中，利用体素化下采样的方法对采集得到的点云数据进行数据大小缩减，利用渐进形态学滤波对非地面点云进行数据过滤。

6.根据权利要求5所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述多源信息融合集成模块利用SuperMap GIS软件将预处理后的隧道坡口三维点云数据、无人机倾斜摄影数据、潜在滑坡区域的变形监测数据以及地质勘探数据按照不同数据类型进行数据入库，并基于SuperMap iServer上传至数据云端，基于SuperMap WebGL开发包对三维模型、二维矢量模型以及监测关系型数据进行可视化三维场景展示，并基于三维空间分析对其采集得到的三维模型进行空间分析。

7.根据权利要求1所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述统计学边坡稳定性评价模块利用数值模拟方法采用折减强度理论，求得隧道洞口边坡的滑动破坏面；基于折减强度方法计算露天矿坑三维地质数学模型，得到露天矿坑应力、应变以及损伤区域，以分析得到隧道洞口边坡的风险区域。

8.根据权利要求1所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述统计学分析模块采用层次分析法和信息量法结合的加权信息量法对隧道洞口边坡稳定性进行评估。

9.根据权利要求8所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述信息量法根据GIS栅格像元统计功能对露天矿滑坡区域以及露天矿区域进行栅格像元统计，基于信息量计算理论公式对滑坡影响因子进行统计计算；

将各影响因子及所赋予的加权信息量进行栅格地图赋予，并通过SuperMap GIS的栅格地图代数运算将所有的影响因子的栅格地图进行代数相加，得到加权信息量法的隧道洞口边坡风险云图。

10.根据权利要求1所述的隧道洞口多源信息融合的边坡稳定性数字化评估平台，其特征在于，所述监测预警信息模块基于统计学和数值模拟两种分析手段综合得出的高风险区域，并进行重点监控，采用微震和GPS位移监测两种方式，其中，边坡安装具有9个传感器，建立边坡微震数据采集系统进行微震监测，并通过网络技术进行现场数据向监测预警中心平台的远距离传送。