车载式崩塌地质灾害早期识别系统
阅读说明：本技术 车载式崩塌地质灾害早期识别系统 (Vehicle-mounted early identification system for collapse geological disasters ) 是由 翟星 李辉 李琛曦 马百衡 谷明旭 朱小龙 钱龙 樊玉敬 李玉龙 赵建青 王昕洲 于 2021-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了车载式崩塌地质灾害早期识别系统,包括安装在运载车辆外部的数据采集系统及安装在运载车辆内部的数据处理系统,所述运载车辆上搭载有定位系统,所述定位系统与数据处理系统电连接,所述数据采集系统与数据处理系统电连接,所述数据处理系统电连接有人机交互模块,所述数据采集系统包括光学勘察模块与雷达勘察模块,所述数据处理系统包括：设备控制模块,所述设备控制模块用于控制光学勘察模块及雷达勘察模块的工作状态；本发明通过在车辆上安装全站仪、摄像头、雷达等数据采集设备,并设置根据已有的工作经验而编制汇总的各项地质信息数据库,机动性高,识别预测准确率高,大大提高了崩塌地质灾害区域的早期识别效率。(The invention discloses a vehicle-mounted collapse geological disaster early identification system, which comprises a data acquisition system arranged outside a carrying vehicle and a data processing system arranged inside the carrying vehicle, wherein the carrying vehicle is provided with a positioning system, the positioning system is electrically connected with the data processing system, the data acquisition system is electrically connected with the data processing system, the data processing system is electrically connected with a human-computer interaction module, the data acquisition system comprises an optical investigation module and a radar investigation module, and the data processing system comprises: the device control module is used for controlling the working states of the optical survey module and the radar survey module; according to the invention, the total station, the camera, the radar and other data acquisition equipment are arranged on the vehicle, and various geological information databases compiled and summarized according to the existing working experience are arranged, so that the maneuverability is high, the identification and prediction accuracy is high, and the early identification efficiency of the collapsed geological disaster area is greatly improved.)
技术领域
本发明涉及地质灾害识别领域，具体是车载式崩塌地质灾害早期识别系统。
背景技术
地质灾害简称地灾。其是以地质动力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害。在地球内动力、外动力或人为地质动力作用下，地球发生异常能量释放、物质运动、岩土体变形位移以及环境异常变化等，危害人类生命财产、生活与经济活动或破坏人类赖以生存与发展的资源、环境的现象或过程。不良地质现象通常叫做地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境，降低了环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社会和经济建设造成损失的地质事件。地质灾害是指，在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化，土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。
崩塌地质灾害为：陡坡上被直立裂缝分割的岩土体，因其下部软弱空虚、折断压碎或局部滑动，失去稳定，突然脱离母体向下倾倒、翻滚的地质现象(简单地指陡坡上塌下来石头或土体)。
崩塌地质灾害按崩塌的物质成分可分为：产生在土体中的称土体崩塌；产生在岩体中的称为岩体崩塌；当岩体崩塌的规模巨大，涉及到山体时又称山体崩塌；当崩塌产生在河流、湖泊或海岸时，又称为河(湖、海)岸崩塌。
崩塌地质灾害多分布在山区丘陵地带，有一定的隐蔽性，发生突然，致灾过程短促，尤其是山区低等级乡村道路两侧，崩塌地质灾害较发育，通过传统的人工调查方法，难以有效的全部排查出，因此亟需一种车载式崩塌地质灾害早期识别系统。
发明内容
本发明的目的在于提供车载式崩塌地质灾害早期识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
车载式崩塌地质灾害早期识别系统，包括安装在运载车辆外部的数据采集系统及安装在运载车辆内部的数据处理系统，所述运载车辆上搭载有定位系统，所述定位系统与数据处理系统电连接，所述数据采集系统与数据处理系统电连接，所述数据处理系统电连接有人机交互模块，所述数据采集系统包括光学勘察模块与雷达勘察模块，所述数据处理系统包括：
设备控制模块，所述设备控制模块用于控制光学勘察模块及雷达勘察模块的工作状态，所述工作状态包括关机状态、运行状态及运行状态下的勘察模式；
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收光学勘察模块及雷达勘察模块所采集到的图片及雷达成像信息；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对图片及雷达成像信息进行模型建立及处理加工；
数据分析模块，所述数据分析模块用于对处理加工后的模型信息进行种类划分与数据分析；
数据库模块，所述数据库模块用于储存光学勘察模块及雷达勘察模块所采集的原始数据信息，所述数据库模块还用于储存数据处理模块所输出的模型建立及处理加工信息，所述数据库模块还用于储存数据分析模块所述输出的种类划分与数据分析结果信息，所述数据库模块还用于储存用于数据分析模块进行对比分析的地形数据；
人工审核模块，所述人工审核模块用于专业人员对数据分析模块所输出的种类划分与数据分析结果信息进行审核。
作为本发明进一步的方案：所述光学勘察模块包括全站仪、摄像头，所述雷达勘察模块包括车载雷达。
作为本发明进一步的方案：所述数据处理模块包括三维模型建立模块，所述三维模型建立模块用于结合车辆定位信息与光学勘察模块及雷达勘察模块所采集到的图片及雷达成像信息对山体进行三维模型的建立。
作为本发明进一步的方案：所述数据处理模块还包括三维模型分层模块，所述三维模型分层模块用于在高度对三维模型建立模块所建立的三维模型按设定值进行分层。
作为本发明进一步的方案：所述数据处理模块还包括模型层网格化模块，所述模型层网格化模块用于对分层后的各模型层进行网格化处理。
作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块包括：
数据划分模块，所述数据划分模块用于将经数据处理模块处理后的模型数据与数据库中的地形数据进行比对，并根据比对结果对其进行类型划分；
分类分析模块，所述分类分析模块用于通过分类算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率；
聚类分析模块，所述聚类分析模块用于通过聚类算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率；
关联分析模块，所述关联分析模块用于通过关联算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率。
作为本发明进一步的方案：所述数据库模块包括：
数据储存模块，用于储存数据处理模块所输出的模型建立及处理加工信息、数据分析模块所述输出的种类划分与数据分析结果信息；
常规地形数据库，用于储存无风险地形地貌数据信息；
风险地形数据库，用于储存风险地形地貌数据信息；
疑似地形数据库，用于储存疑似风险地形地貌数据信息。
作为本发明再进一步的方案：所述人机交互模块用于专业人员获取数据处理系统运行中的所获取及输出的各项信息，所述人机交互模块还用于对设备控制模块进行操作，所述人机交互模块还用于对数据处理模块及数据分析模块的预设参数进行调整，所述人机交互模块还用于对人工审核模块进行操作；所述人机交互模块还用于对数据库模块内的各项储存数据进行删减或新增。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在车辆上安装全站仪、摄像头、雷达等数据采集设备，并设置根据已有的工作经验而编制汇总的各项地质信息数据库，通过对山体进行光学、变形扫描，将光学信息和雷达信息传入数据处理系统内后，对数据信息进行三维建模与各项处理，并将处理后的信息与数据库内容进行比对划分后，再利用多种算法对其发生地质灾害的概率进行预测，相比于传统的人工调查相比，机动性高，识别预测准确率高，大大提高了崩塌地质灾害区域的早期识别效率。
附图说明
图1为车载式崩塌地质灾害早期识别系统的结构框图。
图2为车载式崩塌地质灾害早期识别系统中数据处理模块的结构框图。
图3为车载式崩塌地质灾害早期识别系统中数据分析模块的结构框图。
图4为车载式崩塌地质灾害早期识别系统中数据库模块的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下将结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
请参阅图1～4，本发明实施例中，车载式崩塌地质灾害早期识别系统，包括安装在运载车辆外部的数据采集系统及安装在运载车辆内部的数据处理系统，所述运载车辆上搭载有定位系统，所述定位系统与数据处理系统电连接，所述数据采集系统与数据处理系统电连接，所述数据处理系统电连接有人机交互模块，所述数据采集系统包括光学勘察模块与雷达勘察模块，所述数据处理系统包括：
设备控制模块，所述设备控制模块用于控制光学勘察模块及雷达勘察模块的工作状态，所述工作状态包括关机状态、运行状态及运行状态下的勘察模式；
数据接收模块，所述数据接收模块用于接收光学勘察模块及雷达勘察模块所采集到的图片及雷达成像信息；
数据处理模块，所述数据处理模块用于对图片及雷达成像信息进行模型建立及处理加工；
数据分析模块，所述数据分析模块用于对处理加工后的模型信息进行种类划分与数据分析；
数据库模块，所述数据库模块用于储存光学勘察模块及雷达勘察模块所采集的原始数据信息，所述数据库模块还用于储存数据处理模块所输出的模型建立及处理加工信息，所述数据库模块还用于储存数据分析模块所述输出的种类划分与数据分析结果信息，所述数据库模块还用于储存用于数据分析模块进行对比分析的地形数据；
人工审核模块，所述人工审核模块用于专业人员对数据分析模块所输出的种类划分与数据分析结果信息进行审核。
所述光学勘察模块包括全站仪、摄像头，所述雷达勘察模块包括车载雷达。
所述数据处理模块包括三维模型建立模块，所述三维模型建立模块用于结合车辆定位信息与光学勘察模块及雷达勘察模块所采集到的图片及雷达成像信息对山体进行三维模型的建立。
所述数据处理模块还包括三维模型分层模块，所述三维模型分层模块用于在高度对三维模型建立模块所建立的三维模型按设定值进行分层。
所述数据处理模块还包括模型层网格化模块，所述模型层网格化模块用于对分层后的各模型层进行网格化处理。
所述数据分析模块包括：
数据划分模块，所述数据划分模块用于将经数据处理模块处理后的模型数据与数据库中的地形数据进行比对，并根据比对结果对其进行类型划分；
分类分析模块，所述分类分析模块用于通过分类算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率；
聚类分析模块，所述聚类分析模块用于通过聚类算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率；
关联分析模块，所述关联分析模块用于通过关联算法对经过类型划分后的地形数据进行分析，预测该区域发生地质灾害的概率。
所述数据库模块包括：
数据储存模块，用于储存数据处理模块所输出的模型建立及处理加工信息、数据分析模块所述输出的种类划分与数据分析结果信息；
常规地形数据库，用于储存无风险地形地貌数据信息；
风险地形数据库，用于储存风险地形地貌数据信息；
疑似地形数据库，用于储存疑似风险地形地貌数据信息。
所述人机交互模块用于专业人员获取数据处理系统运行中的所获取及输出的各项信息，所述人机交互模块还用于对设备控制模块进行操作，所述人机交互模块还用于对数据处理模块及数据分析模块的预设参数进行调整，所述人机交互模块还用于对人工审核模块进行操作；所述人机交互模块还用于对数据库模块内的各项储存数据进行删减或新增。
本发明的工作原理是：
本发明通过在车辆上安装全站仪、摄像头、雷达等数据采集设备，并设置根据已有的工作经验而编制汇总的各项地质信息数据库，通过对山体进行光学、变形扫描，将光学信息和雷达信息传入数据处理系统内后，对数据信息进行三维建模与各项处理，并将处理后的信息与数据库内容进行比对划分后，再利用多种算法对其发生地质灾害的概率进行预测，相比于传统的人工调查相比，机动性高，识别预测准确率高，大大提高了崩塌地质灾害区域的早期识别效率。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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