CN112097629B - 一种排水管道安全监测方法、存储介质、终端及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种排水管道安全监测方法、存储介质、终端及系统,所述方法包括:获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路;根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。由于融合多源数据、从而降低人工成本、具有精度高、时效性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及排水管道监测技术领域,尤其涉及一种排水管道安全监测方法、存储介质、终端及系统。
背景技术
城市基础设施的安全是城市建设和发展的必要保障,基础设施的安全运营和维护是城市建设中的重要组成部分。
近年来针对城市基础设施安全问题,各种应急监测手段也不断增加。对地下排水管道的损毁检测,除传统的人工目视监测外,还会辅助一些其他的监测手段,但是由于监测技术的局限性,使所获取的监测结果不佳。
因此,如何改善对地下排水管道的监测结果是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种排水管道安全监测方法、存储介质、终端及系统,旨在解决现有具有对地下排水管道监测结果不佳的问题。
一种排水管道安全监测方法,其中,包括:
获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路;
根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;
获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。
上述所述的排水管道安全监测方法,通过获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路,得出潜在危险变形信号点,然后再通过获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断出地面是否发生变形,再结合排水管道的内部影像,得出排水管道的安全风险点位,实现对排水管道进行监测。由于融合多源数据、从而降低人工成本、具有精度高、时效性高的特点。
可选地,所述获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路的步骤,其中,所述待监测区域的地面变形速率图是利用搭载在卫星上的雷达影像设备,对所述待监测区域的地面进行雷达干涉测量得到。
可选地,所述的排水管道安全监测方法,其中,所述对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点的步骤,具体包括:
分析所述干涉点的线性形变速率和时间序列形变,当所述线性形变速率为负值的点或所述时间序列形变中具有突然的沉降点时,则该点为潜在危险变形信号点。
可选地,所述的排水管道安全监测方法,其中,所所述干涉点的筛选方法为相位离差法、相干性阈值法及同质点滤波法中的任一种。
可选地,所述的排水管道安全监测方法,其中,所述获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形的步骤具体包括:
获取利用无人机航摄所述潜在危险变形信号点的地面高程模型,得到不同时间段的地面高程模型,记为第一地面高程模型,第二地面高程模型;
将所述第一地面高程模型同所述第二地面高程模型对比,根据对比的差异来判断所述潜在危险变形信号点所处的地面是否发生变形。
可选地,所述的排水管道安全监测方法,其中,所述获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位的步骤具体包括:
获取由检测胶囊对所述地下管网线路上的排水管道内部进行观测,所得到所述排水管道的内部影像,对所述内部影像进行图形分析,找出所述排水管道的安全风险点位。
可选地,所述的排水管道安全监测方法,其中,所述管道检测胶囊在所述排水管道内部的浮水上对排水管道进行观测。
基于相同的发明构思,本发明还提供一种存储介质,其中,所述存储介质存储有一个或多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如上所述的排水管道安全监测方法中的步骤。
基于相同的发明构思,本发明还提供一种终端,其中,包括:处理器和存储器;所述存储器上存储有可被所述处理器执行的程序;所述处理器执行所述程序时实现如上所述的排水管道安全监测方法中的步骤。
基于相同的发明构思,本发明还提供一种排水管道安全监测系统,其中,包括:
雷达影像处理子系统,用于获取地面变形速率图;所述雷达影像处理子系统包括:卫星及搭载在所述卫星上的雷达影像设备;利用所述雷达影像设备,对地面进行雷达干涉测量;
无人机航摄子系统,用于获取地面高程模型;无人机航摄子系统包括无人机及搭载在所述无人机上的航摄设备,利用所述航摄设备获取地面高程模型;
检测胶囊子系统,用于获取所述管网线路上的排水管道内部影像;所述检测胶囊子系统包括管道检测胶囊,利用所述检测胶囊,获取所述管网线路上的排水管道内部影像;
终端,用于获取待监测区域的所述地面变形速率图及所述地下管网线路;根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。
上述所述的排水管道安全监测系统,通过集成雷达影像子系统、无人机航摄子系统及检测胶囊子系统所获得的数据,更加高效、全面地掌握地下管网情况,可以根据需求范围提供监测结果,大大降低地下管道检测和维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种排水管道安全监测方法流程示意图;
图2为本发明实施例提供的潜在危险变形信号点所处地面变形的判断方法流程图;
图3为本发明实施例提供的一种排水管道安全监测系统应用场景示意图;
图4为本发明实施例提供的一种排水管道安全监测系统监测流程图;
图5为本发明实施例提供的一种终端结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。
近年来,随着我国现代化城市化加速发展,基础设施愈发密集,城市基础设施安全的问题也日益凸显。其中排水管道为城市地下基础设施建设的重要组成部分,地下排水管道的安全风险不仅影响人民日常生活的有序进行,也可能引致更大范围的地面基础设施、轨道交通的安全风险,例如地下管道的破损可能造成排水泄露,地面塌陷,地面基础设施毁坏等问题。
近年来针对城市基础设施安全问题,各种应急监测手段也不断增加。对地下排水管道的损毁检测,除传统的人工目视检查之外,排水管道检测胶囊、无人机、卫星导航系统、卫星遥感等都已经开始运用到该领域,但是这些技术都存在自身的局限性,单一使用无法获取更佳的检测结果。其中,搭载在卫星上的雷达干涉测量可以获取大范围长时间的地表形变,但是无法区分地面建筑的形变以及地下基础设施损害引起的形变。无人机和排水管道胶囊可以获取高清的地面和排水管道影像,其中检测胶囊可实现低成本的排水管道病害普查,但二者均无法获取精确的形变信息。
基于此,本发明提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
请参考图1,如图1所示,本发明实施例提供一种排水管道安全监测方法,所述方法包括步骤:
S100、获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路;
具体地,利用运行在太空中的卫星上所搭载的雷达影像设备,来记录地面上的景物的幅度信息及信号的相位信息,进行干涉测量处理,即利用覆盖同一地区的多景雷达影像的干涉相位值来获取形变的方法,干涉相位值与时间的线性回归可以获得线性形变速率图,也可以获得总的形变随时间变化的序列。该方法适用于长时间序列的缓慢变形监测。
S200、根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;
具体地,所述干涉点为相干特性保持稳定的点,即该点不存在巨大变化导致相位的失相干。所述干涉点的选取通常有相位离差法、相干性阈值法、同质点滤波法等。
S300、获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。
具体地,如图2所示,所述步骤S300具体包括:
S310、获取利用无人机航摄所述潜在危险变形信号点的地面高程模型,得到不同时间段的地面高程模型,记为第一地面高程模型,第二地面高程模型;
S320、将所述第一地面高程模型同所述第二地面高程模型对比,根据对比的差异来判断所述潜在危险变形信号点所处的地面是否发生变形。
具体地,由上述步骤判断出危险的变形信号点,但是该观测结果无法分辨是地上因素导致还是地下的形变因素导致(例如图3中的P点),容易理解的,P点的变化因素可能是地上原因导致,如建筑物结构遭到破坏,也可能是地下P,处的原因导致(比如漏水导致地面下陷变形)。因此,借用无人机航摄来对该区域进行摄影测量,获取该区域的地面高程模型,通过对比不同时间段所获取的高程模型的差异,来判断地面是否发生了变形。其中,所述不同时间段所获取的高程模型,可以是间隔固定时间比如三天、五天、七天等,即七天前获得的地面高程模型记为第一地面高程模型,七天后同一地方的地面高程模型记为第二地面高程模型,将两次高程模型进行对比,如果经过对比发现,同一地面位置两次的高程模型出现差异,则表示该地面发生了变形。容易理解的,地面高程模型所针对的是所述潜在危险变形信号点所处地面。
本实施例中,当通过高程模型判断出所述潜在危险变形信号点所处地面发生了形变,利用检测胶囊对所述管网线路上的排水管道内部进行普查,获得排水管道的安全风险点位。通过基于卫星遥感数据对管网所在区域地形进行安全性普查,得到地面变形速率图,将所述地面变形速率图同地下管网的分布进行结合,从中筛选出干涉点,分析所述干涉点的形变序列的变化特征,得到危险的形变信号点,在结合无机航摄的地面基础设施损害检测以及检测胶囊的排水管道病害普查,从而精确到判断出排水管道的安全风险点(病害部位),如管道出现跑、冒、滴漏。
基于上述所述的排水管道安全监测方法,本发明还提供一种存储介质,所述存储介质存储有一个或多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如上所述的排水管道安全监测方法中的步骤。
基于上述所述的排水管道安全监测方法,本发明还提供一种终端,如图5所示,其包括至少一个处理器(processor)30;显示屏31;以及存储器(memory)32,还可以包括通信接口(Communications Interface)33和总线34。其中,处理器30、显示屏31、存储器32和通信接口33可以通过总线34完成相互间的通信。显示屏31设置为显示初始设置模式中预设的用户引导界面。通信接口33可以传输信息。处理器30可以调用存储器32中的逻辑指令,以执行上述实施例中的方法。此外,上述的存储器32中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读取存储介质中。存储器32作为一种可读存储介质,可设置为存储软件程序,如本发明实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器30通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令或模块,从而执行功能应用以及数据处理,即实现上述实施例中的方法。存储器32可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,存储器32可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。例如,U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质,也可以是暂态存储介质。此外,上述存储介质以及终端中的多条指令处理器加载并执行的具体过程在上述方法中已经详细说明,在这里就不再一一陈述。
基于上述所述的排水管道安全监测方法,本发明还提供一种排水管道安全监测系统,如图3至图4所示,其包括:
雷达影像子系统100,用于获取地面变形速率图;所述雷达影像子系统包括:卫星及搭载在所述卫星上的雷达影像设备;利用所述雷达影像设备,对地面进行雷达干涉测量;
无人机航摄子系统200,用于获取地面高程模型;无人机航摄子系统包括无人机及搭载在所述无人机上的航摄设备,利用所述航摄设备获取地面高程模型;
检测胶囊子系统300,用于获取所述管网线路上的排水管道内部影像;所述检测胶囊子系统包括管道检测胶囊,利用所述检测胶囊,获取所述管网线路上的排水管道内部影像;
终端400,用于获取待监测区域的所述地面变形速率图及所述地下管网线路;根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。
在本实施例中,通过终端同雷达影像子系统、无人机航摄子系统及检测胶囊子系统之间相互通信,获取城市地下管网分布数据,城市地面变形速率图,将城市地面变形速率图同地下管网分布数据进行结合,筛选出危险的变形信号点,获取地面高程数据模型,利用所述地面高程数据模型对所述筛选出的危险变形信号点变形因素进行辅助判定,当确定是地下因素导致了地面变形,则在基于检测胶囊子系统,对管道内部进行普查,进而准确的得到排水管道安全风险点位。通过融合多源数据、降低人工成本、精度高、时效性高。
在本实施例的一种实施方式中,基于WebGL开发三维可视化技术,将卫星测量的形变信息、航空摄影的地面建筑分布状况以及地下管道的安全状况进行三维集成,以管网为对象,综合分析地上地下的基础设施安全状态,并可以通过设置预警条件,对管道的状态发出预警信息。该集成系统可以实现,卫星形变结果的导入、地面影像和地下管道检测影像的查看,以及三维的旋转缩放等。
综上所述,本发明提供了一种排水管道安全监测方法及系统,所述方法包括:获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路;根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。通过获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路,得出潜在危险变形信号点,然后再通过获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断出地面是否发生变形,再结合排水管道的内部影像,得出排水管道的安全风险点位,实现对排水管道进行监测。由于融合多源数据、从而降低人工成本、具有精度高、时效性高的特点。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种排水管道安全监测方法,其特征在于,包括:
获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路;
根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;
获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位:
所述对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点的步骤,具体包括:
分析所述干涉点的线性形变速率和时间序列形变,当所述线性形变速率为负值的点或所述时间序列形变中具有突然的沉降点时,则该点为潜在危险变形信号点;
获取利用无人机航摄所述潜在危险变形信号点的地面高程模型,得到不同时间段的地面高程模型,记为第一地面高程模型,第二地面高程模型;
将所述第一地面高程模型同所述第二地面高程模型对比,根据对比的差异来判断所述潜在危险变形信号点所处的地面是否发生变形;
获取由检测胶囊对所述地下管网线路上的排水管道内部进行观测,得到所述排水管道的内部影像,对所述内部影像进行图形分析,找出所述排水管道的安全风险点位。
2.如权利要求1所述的排水管道安全监测方法,其特征在于,所述获取待监测区域的地面变形速率图及地下管网线路的步骤,其中,所述待监测区域的地面变形速率图是利用搭载在卫星上的雷达影像设备,对所述待监测区域的地面进行雷达干涉测量得到。
3.如权利要求1所述的排水管道安全监测方法,其特征在于,所述干涉点的筛选方法为相位离差法、相干性阈值法及同质点滤波法中的任一种。
4.如权利要求1所述的排水管道安全监测方法,其特征在于,所述管道检测胶囊在所述排水管道内部的浮水上对排水管道进行观测。
5.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有一个或多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1-4任意一项所述的排水管道安全监测方法中的步骤。
6.一种终端,其特征在于,包括:处理器和存储器;所述存储器上存储有可被所述处理器执行的程序;所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任意一项所述的排水管道安全监测方法中的步骤。
7.一种排水管道安全监测系统,其特征在于,包括:
雷达影像处理子系统,用于获取地面变形速率图;所述雷达影像子系统包括:卫星及搭载在所述卫星上的雷达影像设备;利用所述雷达影像设备,对地面进行雷达干涉测量;
无人机航摄子系统,用于获取地面高程模型;无人机航摄子系统包括无人机及搭载在所述无人机上的航摄设备,利用所述航摄设备获取地面高程模型;
检测胶囊子系统,用于获取管网线路上的排水管道内部影像;所述检测胶囊子系统包括管道检测胶囊,利用所述检测胶囊,获取所述管网线路上的排水管道内部影像;
终端,用于获取待监测区域的所述地面变形速率图及地下管网线路;根据所述地面变形速率图及所述地下管网线路,筛选出所述地下管网线路附近的干涉点,对所述干涉点进行分析,得到潜在危险变形信号点;获取所述潜在危险变形信号点所处的地面高程模型,判断地面是否发生变形;当是时,获取所述地下管网线路上的排水管道的内部影像,找出所述排水管道的安全风险点位。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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