[发明专利]基于无人机非接触式高边坡表面位移监测方法及监测系统

说明书

本发明公开了一种基于无人机的非接触式高边坡表面位移监测方法，包括以下步骤：埋设监测桩；埋设监测基点，确定监测基点的空间坐标；根据高边坡、监测点位置和监测基点位置确定航摄区域，采用无人机对所述航摄区域进行图像采集；对无人机所采集的图像进行处理，根据相机参数和监测基点的空间坐标计算出每一个监测桩中心点的空间坐标；对航摄区域进行多次航拍，获得监测桩中心点的每一次的空间坐标，并计算出每一次的位移变化量，根据每一次的位移变化量，对高边坡进行表面重构，生成位移云图；根据位移变化量对高边坡的稳定性进行定量评价。本发明能够大幅度提高高边坡的监测效率，并节约成本，同时能满足施工监测要求的监测精度。

技术领域

本发明涉及高边坡表面位移监测技术领域，更具体的说是涉及基于无人机非接触式高边坡表面位移监测方法及监测系统。

背景技术

随着我国高速公路的迅猛发展和工程建设水平的不断提高，高速公路能够在更为高陡、复杂的地形条件下进行建设，因此在施工过程中不可避免的会遇到众多的高边坡工程问题。工程高边坡的开挖，必然引起影响范围内岩体的变形，地应力随之释放和调整，对边坡的稳定性产生不利影响。边坡岩土安全状态直接关系到道路施工的安全，因此，适应边坡赋存环境及施工全过程的安全评价与灾害预警问题，已经成为高速公路施工过程中的必要环节和热点技术问题。而对于边坡的稳定性分析而言，进行边坡变形分析又是其中最为核心的内容，因而对高陡边坡进行变形监测就十分必要。

现如今，从监测方案考虑，常见的对于高陡边坡变形检测的方法主要有以下几种：运用以人工巡检为主的传统监测方式、运用全站仪等测量仪器现场测量、利用变形计形成物联网监测、利用GPRS定位监测等。在实际运用过程中，上述现有高边坡监测方法所存在的缺点分析如下：

第一、人工巡检传统监测法：适用于较为平缓，方便巡检员巡视的边坡，此方法耗费人力，边坡监测精度很低，检测范围有限，巡检员的安全没有保障；

第二、全站仪等仪器现场测量法：适用于方便找到固定监测点，易于安放监测仪器的边坡，此方法作业量大，仪器设备费用高，耗费人力，测量精度低，监测范围有限；

第三、物联网变形计检测法：适用于监测范围大，精度要求高，方便埋设变形计的边坡，此方法需埋设较多变形计，成本高，仪器出现问题难以排查。

第四、GPRS定位监测法：适用于监测范围大，边坡陡峭的边坡，此方法成本较高，会出现数据传输误码、定位存在偏差等技术问题。

由此可知，虽然目前边坡变形监测的方法很多，但各种方式都存在诸如耗费大量人力物力、仪器容易损坏等不同的缺陷，并且缺乏规范。

因此，如何提供一种节约成本、实施简单且监测精度高的高边坡表面位移监测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于无人机的非接触式高边坡表面位移监测方法，其方法步骤简单、实现方便、可操作性强,大幅度提高了高边坡的监测效率，节约了成本，而且能确保满足施工监测要求的监测精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于无人机的非接触式高边坡表面位移监测方法，包括以下步骤：

步骤S10、监测点的设计；

在高边坡的各级边坡平台上间隔埋设多个具有特定标记的监测桩，形成方格形网状监测点；

步骤S20、监测基点的设计；

在位移稳定、且靠近高边坡的位置埋设至少三个具有特定标记的监测基点，并确定其空间坐标；

步骤S30、图像采集；