[发明专利]一种山区滑坡灾害预警方法及系统

说明书

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种山区滑坡灾害预警方法及系统，该方法包括：获取多帧坡体图像及其内裂缝区域的数量及裂缝区域的面积平均值；获取坡体图像边缘轮廓图像，并将边缘轮廓图像分割为多个边缘像素块，根据边缘像素块的重要性确定最终像素块，对最终像素块进行相似性计算并对相似且相邻的最终像素块进行膨胀获取膨胀区域，根据膨胀区域的区域灰度差异确定最终膨胀区域，利用三步搜索法获取每个最终膨胀区域的运动矢量，并根据运动矢量确定裂缝位移量，根据裂缝位移变化量，根据裂缝位移量、位移变化量、数量及面积平均值计算发生滑坡的可能性，根据可能性与预设的灾害等级进行对滑坡预警，本发明方法提高了灾害预警的时效性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种山区滑坡灾害预警方法及系统。

背景技术

山体滑坡是在我国山区中最常见的一种地质灾害，其不仅可以破坏了工程设施建设，同时也会导致生产无法得到顺利进行，有时候将会严重威胁到人们的生命安全，在造成巨大经济损失的同时还会引发人员伤亡问题，产生了极大的社会危害，因此，需要对山体滑坡进行监测预警。

滑坡监测主要以裂缝位移、裂缝大小、裂缝位移加速度、滑坡倾角等地形变化和降雨量为主，由于涉及复杂的地质因素和动力学原理，监测仪具举足轻重，传统的地灾监测仪具和方法存在许多弊端，受气候条件及地形影响，不能持续监测、自动化程度低、人力投入大、数据难以及时处理且监测周期长。

由于裂缝位移不同于一般的物体运动，即一般运动的物体整体是不变化的，而裂缝在位移过程中，不仅仅是裂缝在运动，而且裂缝本身也发生了变化，现有的技术中，利用帧间差分法只能提取出边界，不能提取出对象的完整区域，同时依赖于选择的帧间时间间隔，对快速运动的物体，需要选择较小的时间间隔，如果选择不合适，当物体在前后两帧中没有重叠时，会被检测为两个分开的物体，运动目标在相邻帧之间的位置变化缓慢，目标内部在不同帧图像中相重叠的部分很难检测出来，然而裂缝在变化时，平常是很慢的，甚至不变化，而有时又突然进行变化，且变化速度极快，故而使用帧间差分法很难进行检测。

利用三步搜索法获取裂缝的变化矢量时，由于裂缝区域特征可能不是很明显，即相邻像素块相似度高，这就很容易造成在相邻像素块进行匹配时，会匹配到很多并不与原先位置相对应的边缘轮廓，进而造成三步搜索法计算得到裂缝位移及位移变化量时，对许多边缘轮廓都进行该计算，从而增加计算时间，影响灾害预警的时效性。

因此，需要提供一种山区滑坡灾害预警方法及系统，予以解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种山区滑坡灾害预警方法及系统，以解决现有的问题。

本发明的一种山区滑坡灾害预警方法采用如下技术方案：该方法包括：

获取多帧连续相邻的坡体图像及其灰度图，对灰度图进行语义分割得到裂缝区域及裂缝区域的数量，获取所有裂缝区域的面积的面积平均值；

对灰度图进行边缘检测得到裂缝区域的边缘轮廓图像，对边缘轮廓图像进行膨胀，并将膨胀后的边缘轮廓图像分割为多个边缘像素块；

利用光流法获取每个边缘像素块的预测向量，根据边缘像素块与其邻域内其他边缘像素块位置计算该边缘像素块的距离权值，根据每个边缘像素块预测向量、距离权值及预设的初始重要性计算该边缘像素块的重要性，根据重要性及重要性阈值确定最终像素块；

计算两个相邻最终像素块的灰度差异，根据灰度差异及预设的差异阈值确定相似且相邻的最终像素块，对相似且相邻的两个最终像素块进行膨胀获取两个膨胀区域；

根据两个膨胀区域中对应位置的两个最终像素块的灰度差异计算两个膨胀区域的区域灰度差异，根据区域灰度差异及预设的区域灰度差异阈值确定最终像素块的最终膨胀区域；

利用三步搜索法获取每个最终膨胀区域的运动矢量，根据所有最终膨胀区域的运动矢量获取裂缝位移量，根据裂缝位移量计算裂缝位移变化量；