[发明专利]边坡蠕变监测方法、装置、设备、系统及存储介质

说明书

本申请提供边坡蠕变监测方法、装置、设备、系统及存储介质，涉及地质灾害监测领域。边坡蠕变监测方法包括利用滑动窗口法计算参考图像与第一采集图预设的第一查找区域中窗口图像的相似度，确定出相似度最高且大于预设的第一阈值的第一匹配图像；基于第一匹配图像的坐标范围在第一采集图中设置第二查找区域；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取第二查找区域中与参考图像的相似度最高的窗口图像对应的第一坐标的范围；基于所述第一坐标范围与监测区域的坐标范围，计算并输出第一边坡位移值。通过步长小于1像素的滑动窗口在更细粒度的图像上进行识别，确定出更精确的图像进行位移计算使得计算结果精度更高，由此得出的结论与报警更具可靠性。

技术领域

本发明涉及地质灾害监测领域，具体地，涉及一种边坡蠕变监测方法，一种边坡蠕变监测装置，一种边坡蠕变监测设备，一种非易失性存储介质及一种边坡蠕变监测系统。

背景技术

在地质构造的内外力的作用下，随着时间的推移，边坡容易发生不同程度的蠕变变形，当蠕变变形积累到一定程度则可能导致边坡失稳、塌方，进而造成严重的后果。因此，需要对边坡进行监测，并计算边坡的位移，从而确定出边坡的蠕变变形情况，由此便于提前做好防护措施，使灾害造成的损失降到最低。

目前针对边坡监测的常用方法是利用卫星定位的方式进行定位，并通过人工采集图像的方式对地质情况进行记录，然后通过对大量图像处理的方式计算出边坡的位移情况。采用图像处理识别技术对目标进行参数的获取，具有不受量程限制、非接触且能动态反映岩土体变形全貌等特点。

然而，现有技术对在对图像处理计算位移时，人工采集受GPS定位的误差以及移动设备拍摄角度的影响，拍摄的图片与之前的图片存在视角的偏差，对后续计算位移带来很大的影响，对这些图像进行标准化处理并不能完全消除这种影响，因为图像的变换是基于某个平面的变换，而真实的监测区域和定位区域大多是不规则的形状，导致图像变换后，观测区域和定位区域发生畸变，从而给后续计算位移引入了误差。因此，计算所得的结果精度较低，在对不同距离的目标的位移蠕变情况进行计算时，可能存在较大偏差，使得现有的图像处理无法满足对精度的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种边坡蠕变监测方法，针对现有技术中使用监测边坡蠕变的图像处理精度较低的问题，提高地质监测中位移计算的精度与准确性，提高地质灾害预警的准确性，以便有关部门或人员提前做好防御。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种边坡蠕变监测方法，所述方法包括：基于监测区域的坐标范围在第一采集图中设置第一查找区域；利用滑动窗口法确定所述第一查找区域的各窗口图像与参考图像的相似度，其中，所述参考图像为基于所述监测区域的坐标范围从预先的采集图中截取的监测区域图像；将所述窗口图像中与所述参考图像的相似度最高且大于第一阈值的窗口图像确定为第一匹配图像；基于所述第一匹配图像的坐标范围在所述第一采集图中设置第二查找区域，所述第二查找区域的范围小于所述第一查找区域的范围；基于步长小于1像素的滑动窗口法，获取所述第二查找区域中，与所述参考图像的相似度最高的窗口图像对应的第一坐标范围；基于所述第一坐标范围与所述监测区域的坐标范围，计算并输出第一边坡位移值，所述边坡位移值用于表征边坡蠕变情况。

本申请实施例中，两次使用滑动窗口法对图像进行识别，查找最相似的图像，通过将相似度最高的图像与参考图像进行对比来计算位移，使得计算出的位移值具有更高的可靠性。其中，第一次滑动窗口法查找出符合预设阈值要求的图像，第二次滑动窗口法识别的步长为小于1像素的亚像素范围查找，可以查找出相似度更高的窗口图像，然后再对位移进行计算，可以进一步提高计算结果的精确性。使用更为精确的位移值计算分析出的结果也更具可靠性，从而提高灾害预警的准确性。利用预先的采集图作为参照物与在后采集的图进行对比，明确记录前后监测区域的区别与变化，为计算位移提供依据。两次滑动窗口法图像识别时分别设置有查找区域，直接排除远离监测位置的其他图像；其中第二查找区域根据第一查找区域中的窗口图像坐标设置，设置更小的查找范围，从而提高图像识别的效率。