本發(fā)明涉及地質災害監(jiān)測，具體而言，涉及一種基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
1、地質災害監(jiān)測對保障生命財產安全、基礎設施穩(wěn)定及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有關鍵意義。
2、相關技術中，邊坡地質災害監(jiān)測主要采用表面棱鏡測量、gnss位移監(jiān)測、震動傳感器及傾角傳感器等多種手段，實現(xiàn)邊坡表面變形的綜合監(jiān)測與預警，但是這些方式存在誤報率高、響應滯后、覆蓋范圍有限等問題，導致地質災害的監(jiān)測精度較低?，F(xiàn)有監(jiān)測手段難以滿足邊坡地質災害場景對監(jiān)測精度和預警準確性的嚴苛要求。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明解決的問題是如何提高地質災害的監(jiān)測精度和預警的準確性。
2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括激光對射監(jiān)測模塊、熱成像監(jiān)測模塊和警示模塊；
3、所述激光對射監(jiān)測模塊用于根據分別設置在邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側的激光發(fā)射器和激光接收器之間的激光束通斷狀態(tài)，確定邊坡災害情況；
4、所述熱成像監(jiān)測模塊用于根據熱成像儀獲取所述邊坡監(jiān)測區(qū)域的熱成像圖像，根據所述熱成像圖像，分別提取所述邊坡監(jiān)測區(qū)域中目標物體的溫度分布梯度、質心移動速度和輪廓形態(tài)變化率，并將所述溫度分布梯度、所述質心移動速度和所述輪廓形態(tài)變化率輸入至支持向量機分類模型中，生成所述目標物體的物體種類；
5、所述警示模塊用于在所述邊坡災害情況為邊坡發(fā)生災害，且所述物體種類為災害體時，生成災害警示。
6、可選地，所述熱成像圖像包括連續(xù)幀的熱圖像，所述根據所述熱成像圖像，分別提取所述邊坡監(jiān)測區(qū)域中目標物體的溫度分布梯度、質心移動速度和輪廓形態(tài)變化率，包括：
7、根據所述熱成像圖像的溫度數據，采用梯度算子確定所述熱成像圖像各個像素點的溫度梯度值，并根據各個所述像素點的所述溫度梯度值，生成所述溫度分布梯度；
8、采用質心計算方法確定所述熱成像圖像中每個幀數的目標質心坐標，并根據各個所述目標質心坐標和所述幀數對應的時間，確定所述質心移動速度；
9、根據所述熱成像圖像，采用邊緣檢測算法提取所述目標物體每個所述幀數的目標輪廓，并根據所述目標輪廓和所述幀數對應的時間，確定所述輪廓形態(tài)變化率。
10、可選地，所述物體種類包括所述災害體和非災害體，所述將所述溫度分布梯度、所述質心移動速度和所述輪廓形態(tài)變化率輸入至支持向量機分類模型中，生成所述目標物體的物體種類，包括：
11、分別提取所述溫度分布梯度的溫度特征向量、所述質心移動速度的質心特征向量和所述輪廓形態(tài)變化率的輪廓特征向量，并將所述溫度特征向量、所述質心特征向量和所述輪廓特征向量輸入至所述支持向量機分類模型中；
12、所述支持向量機分類模型基于約束條件，根據目標函數，求解最優(yōu)超平面，生成所述物體種類。
13、可選地，所述非災害體包括行人和動物，所述熱成像監(jiān)測模塊還用于根據所述質心移動速度，提取所述目標物體的目標質心時間序列；
14、確定所述目標質心時間序列中每個目標元素與已知序列集合中每個已知種類的已知質心時間序列的每個已知元素的歐幾里得距離，并構建距離矩陣；
15、根據動態(tài)規(guī)劃算法，確定所述距離矩陣中所有元素之間的最小累積距離，生成dtw距離；
16、根據所述dtw距離和預設分類要求，將所述目標物體分為所述行人、所述動物或所述災害體。
17、可選地，所述警示模塊還用于當所述目標物體為所述行人或所述動物，且所述邊坡災害情況為所述邊坡發(fā)生災害時，向所述激光對射監(jiān)測模塊發(fā)送停止生成所述邊坡災害情況的指令。
18、可選地，所述基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)還包括聲光報警器，所述聲光報警器用于根據所述災害警示發(fā)出對應的警報。
19、可選地，所述基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)還包括分別設置在所述邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側的立桿，所述激光發(fā)射器、所述激光接收器和所述熱成像儀分別設置在所述邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側的所述立桿上。
20、可選地，所述基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)還包括通過連接臂設置在所述立桿上的攝像機。
21、可選地，所述基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)還包括設置在所述立桿上的配電數據收發(fā)箱，所述配電數據收發(fā)箱分別與所述激光發(fā)射器、所述激光接收器、所述熱成像儀和所述聲光報警器通訊連接。
22、可選地，所述基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)還包括通過設備支架設置在所述立桿頂端的再生能源發(fā)電設備，所述再生能源發(fā)電設備分別與所述激光發(fā)射器、所述激光接收器、所述熱成像儀、攝像機和配電數據收發(fā)箱電連接。
23、本發(fā)明的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果是：
24、通過在邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側分別設置激光發(fā)射器和激光接收器，可實現(xiàn)邊坡地區(qū)的完全覆蓋，避免了覆蓋范圍有限的問題，然后通過激光對射監(jiān)測模塊，可確定激光發(fā)射器和激光接收器之間的激光束通斷狀態(tài)，從而實時確定邊坡災害情況，解決滯后性問題，例如，當激光發(fā)射器和激光接收器之間的激光束斷開時，激光發(fā)射器和激光接收器可實現(xiàn)毫秒級響應，同時說明了邊坡上的激光發(fā)射器和激光接收器之間的激光束被遮擋，可能存在物體或者邊坡發(fā)生災害，進而根據被遮擋的激光束對邊坡進行初步災害判斷，然后，根據熱成像監(jiān)測模塊的熱成像儀獲取邊坡監(jiān)測區(qū)域的熱成像圖像，再根據熱成像圖像分別提取邊坡監(jiān)測區(qū)域中目標物體的溫度分布梯度、質心移動速度和輪廓形態(tài)變化率，并將溫度分布梯度、質心移動速度和輪廓形態(tài)變化率輸入至支持向量機分類模型，對邊坡上遮擋激光束的物體進行精準分類，可以得到邊坡上遮擋激光發(fā)射器和激光接收器之間的激光束的物體種類，從而根據警示模塊對物體種類和邊坡災害情況進行邊坡地質災害分析，當邊坡災害情況為邊坡發(fā)生災害，且物體種類為災害體時，說明發(fā)生了地質災害，只有此時警示模塊生成災害警示，從而避免誤報的問題，提供精準的地質災害預測。
1.一種基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括激光對射監(jiān)測模塊、熱成像監(jiān)測模塊和警示模塊；
2.根據權利要求1所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述熱成像圖像包括連續(xù)幀的熱圖像，所述根據所述熱成像圖像，分別提取所述邊坡監(jiān)測區(qū)域中目標物體的溫度分布梯度、質心移動速度和輪廓形態(tài)變化率，包括：
3.根據權利要求1所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述物體種類包括所述災害體和非災害體，所述將所述溫度分布梯度、所述質心移動速度和所述輪廓形態(tài)變化率輸入至支持向量機分類模型中，生成所述目標物體的物體種類，包括：
4.根據權利要求3所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述非災害體包括行人和動物，所述熱成像監(jiān)測模塊還用于根據所述質心移動速度，提取所述目標物體的目標質心時間序列；
5.根據權利要求4所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述警示模塊還用于當所述目標物體為所述行人或所述動物，且所述邊坡災害情況為所述邊坡發(fā)生災害時，向所述激光對射監(jiān)測模塊發(fā)送停止生成所述邊坡災害情況的指令。
6.根據權利要求1所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括聲光報警器，所述聲光報警器用于根據所述災害警示發(fā)出對應的警報。
7.根據權利要求1-6任一項所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別設置在所述邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側的立桿（1），所述激光發(fā)射器（2）、所述激光接收器（3）和所述熱成像儀（4）分別設置在所述邊坡監(jiān)測區(qū)域兩側的所述立桿（1）上。
8.根據權利要求7所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括通過連接臂（5）設置在所述立桿（1）上的攝像機（6）。
9.根據權利要求8所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括設置在所述立桿（1）上的配電數據收發(fā)箱（9），所述配電數據收發(fā)箱（9）分別與所述激光發(fā)射器（2）、所述激光接收器（3）、所述熱成像儀（4）和所述聲光報警器通訊連接。
10.根據權利要求9所述的基于熱成像與激光對射聯(lián)動的邊坡地質災害智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括通過設備支架（7）設置在所述立桿（1）頂端的再生能源發(fā)電設備（8），所述再生能源發(fā)電設備（8）分別與所述激光發(fā)射器（2）、所述激光接收器（3）、所述熱成像儀（4）、所述攝像機（6）和所述配電數據收發(fā)箱（9）電連接。