[发明专利]一种基于阵列式气压传感的差分沉降监测方法

说明书

本发明公开了一种基于阵列式气压传感的差分沉降监测方法，包含以下步骤：A、布设基准点和监测点；B、监测网初测和基准网观测；C、对步骤B的结果进行动态观测；D、基准网差分改正和监测网差分改正，同时对基准网差分改正的结果进行定权；E、散点沉降分析；F、建立动态DEM；本发明采用气压传感、LoRa通讯、远程通讯、现场预警等技术，发明一种远程交互式沉降监测预警方法，对目前地质灾害、采空区塌陷等场景下，传统作业方式进行有效补充，所采用监测装置支持数据上行及控制指令下行、支持前端‑后台声光预警。该法能客观监测散点或面域沉降变化，更加有效地保障受威胁对象的生命财产安全。

技术领域

本发明涉及气象监测技术领域，具体是一种基于阵列式气压传感的差分沉降监测方法。

背景技术

目前，常用的高程观测也即沉降观测方法主要有几何水准、静力水准全球导航卫星系统定位(GNSS)观测、差分干涉雷达测量技术(D-InSAR)技术等，其中几何水准为较为传统的观测方法，在工程建设领域应用广泛，其观测精度高，但劳动强度大，观测作业受地形起伏影响大；静力水准观测其实质为液位测量，根据不同原理大致可分为压差式或电感式等，主要应用于建构筑物相对沉降监测；GNSS观测可测得大地高，其应用不受通视条件影响，但观测误差因素众多，精度有限；D-InSAR技术以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据,通过求取两幅SAR图像的相位差,获取干涉图像,然后经相位解缠,从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术，特别适用于大面积的沉降监测，但其数据处理难度大、作业成本高。

现有技术存在以下缺陷:

几何水准观测作业难度大，劳动强度大，难以实现自动化观测。静力水准仪测量精度较高，但当观测区域坡度较大时，存在布设困难、量程范围大等缺点，不适用于地形复杂的地质灾害等监测领域。

GNSS测量适用于绝对位移测量，可实现对平面位移、高程三维观测，但由于高程观测精度较低，在工程测量或地质灾害监测中GNSS通常只用来观测平面位移。

D-InSAR技术受两期观测随机噪声不同或不相关、受多变的大气条件影响、图像配准困难，其数据处理难度高。

所述差分沉降监测技术即利用气压传感器感应大气压力，根据气压与海拔(高程)之间的确定函数关系(拉普拉斯压高方程)间接获取高程信息，该方法不受信号干扰、植被遮挡或人为因素影响，实现对沉降观测，可作为地质灾害应急监测的补充手段，也可应用于大区域(如采煤沉陷区)沉降监测等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阵列式气压传感的差分沉降监测方法，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：

一种基于阵列式气压传感的差分沉降监测方法，包含以下步骤：

A、布设基准点和监测点；

B、监测网初测和基准网观测；

C、对步骤B的结果进行动态观测；

D、基准网差分改正和监测网差分改正，同时对基准网差分改正的结果进行定权；

E、散点沉降分析；

F、建立动态DEM；

G、将动态DEM与首期DEM进行叠加差分，表征监测区面域沉降变形特征，输出面域沉降热力图。

作为本发明的进一步技术方案：所述监测网初测具体是采用全站仪极坐标法观测，得到各监测点的平面坐标及高程，建立首期也即初始数字高程模型DEM。

作为本发明的进一步技术方案：所述步骤C中的动态观测具体是根据预设频率各监测传感传输设备自动采集气压、气温参数并传输至后台服务器，根据多元大气压高方程解析得到各观测点高程。