CN113724312A - 一种地质灾害实时监测预警方法和装置 - Google Patents

一种地质灾害实时监测预警方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地质灾害实时监测预警方法和装置，监测预警方法包括以下步骤：A、首先采集各个目标的位移图像；B、将采集的位移图像进行增强处理；C、将增强的图像传输至后台监测终端与预设阈值进行比较；D、获取比较结果，一旦监测到异常位移图像立即发出预警信号，并对危险等级进行分级，本发明采用的方法具有预警信息发布及时、响应时间快、操作简单等优点，预警精确度高，能够降低地质灾害造成的损失。

Description

一种地质灾害实时监测预警方法和装置
技术领域
本发明涉及地质灾害监测技术领域，具体为一种地质灾害实时监测预警方法和装置。
背景技术
地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝等。我国是世界上地质灾害最严重的国家之一，近年来，关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。架空输电线路大部分分布于野外，地质灾害给经过或坐落于野外的高压输电杆塔、线路造成了很大的威胁和危害。
目前采用人工的方式巡视只能在地质情况发生很大的变化甚至发生事故才能被发现，不能对微小变化有进行辨别，因此，造成了对地质灾害预测不及时的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地质灾害实时监测预警方法和装置，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：一种地质灾害实时监测预警方法，监测预警方法包括以下步骤：
A、首先采集各个目标的位移图像；
B、将采集的位移图像进行增强处理；
C、将增强的图像传输至后台监测终端与预设阈值进行比较；
D、获取比较结果，一旦监测到异常位移图像立即发出预警信号，并对危险等级进行分级。
优选的，所述步骤B中图像增强处理方法如下：
a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由低到高进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
优选的，所述噪点去除采用图像插值函数运算进行处理，其中，函数公式为：
C’=A*T+D*(1-T)，其中，C’表示输出去燥后图像像素，A表示当前图像待处理像素，T表示逻辑平衡变量，D表示当前待处理像素的噪声平滑值。
优选的，所述步骤C中预设阈值包括第一预警值、第二预警值和第三预警值，所述第一预警值、第二预警值和第三预警值从低到高依次排列。
优选的，所述步骤D中当图像的位移值小于第一预警值，则不发出报警信号，若图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，则发出提醒信号；若图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，则发出间断性报警信号；若图像的位移值大于第三预警值，则发出连续性报警信号。
优选的，所述步骤D中图像的位移值小于第一预警值，危险等级设置为0；图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，危险等级设置为1；图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，危险等级设置为2；图像的位移值大于第三预警值，危险等级设置为3，发出报警信号的同时，后台监控中心实时显示危险等级。
优选的，一种地质灾害实时监测预警装置，包括位移图像采集模块、图像增强模块、图像传输模块、比较模块和中央处理器，所述位移图像采集模块、图像增强模块、图像传输模块、比较模块分别连接中央处理器，所述位移图像采集模块用于采集目标位移图像；所述图像增强模块用于对采集的图像进行增强处理；所述图像传输模块用于传输增强后的图像，所述比较模块用于采集的图像与预设值进行比较。
优选的，还包括告警模块，所述告警模块用于在比较时出现异常后立即发出告警信号，所述告警模块连接中央处理器。
优选的，还包括信号传输模块，所述中央处理器通过信号传输模块连接后台监控中心。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用的方法具有预警信息发布及时、响应时间快、操作简单等优点，预警精确度高，能够降低地质灾害造成的损失；本发明中采用的图像增强处理方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度，进而提高了监测精度；此外，本发明中采用的报警信号提醒方式以及设置危险等级，便于后台监控终端更直观的分析地质灾害危险性。
附图说明
图1为本发明监测预警方法流程图；
图2为本发明监测预警装置控制原理框图；
图中：位移图像采集模块1、图像增强模块2、图像传输模块3、比较模块4、中央处理器5、告警模块6、信号传输模块7、后台监控中心8。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、 “下”、 “内”、 “外”“前端”、 “后端”、 “两端”、 “一端”、 “另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、 “连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种地质灾害实时监测预警方法，监测预警方法包括以下步骤：
A、首先采集各个目标的位移图像；
B、将采集的位移图像进行增强处理；
C、将增强的图像传输至后台监测终端与预设阈值进行比较；
D、获取比较结果，一旦监测到异常位移图像立即发出预警信号，并对危险等级进行分级。
本发明中，步骤B中图像增强处理方法如下：
a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由低到高进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
其中，所述噪点去除采用图像插值函数运算进行处理，其中，函数公式为：
C’=A*T+D*(1-T)，其中，C’表示输出去燥后图像像素，A表示当前图像待处理像素，T表示逻辑平衡变量，D表示当前待处理像素的噪声平滑值。
本发明中，步骤C中预设阈值包括第一预警值、第二预警值和第三预警值，所述第一预警值、第二预警值和第三预警值从低到高依次排列。
本发明中，步骤D中当图像的位移值小于第一预警值，则不发出报警信号，若图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，则发出提醒信号；若图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，则发出间断性报警信号；若图像的位移值大于第三预警值，则发出连续性报警信号。
本发明中，步骤D中图像的位移值小于第一预警值，危险等级设置为0；图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，危险等级设置为1；图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，危险等级设置为2；图像的位移值大于第三预警值，危险等级设置为3，发出报警信号的同时，后台监控中心实时显示危险等级。
本发明中采用的报警信号提醒方式以及设置危险等级，便于后台监控终端更直观的分析地质灾害危险性。
如图2所示，本发明公开了一种地质灾害实时监测预警装置，包括位移图像采集模块1、图像增强模块2、图像传输模块3、比较模块4和中央处理器5，所述位移图像采集模块1、图像增强模块2、图像传输模块3、比较模块4分别连接中央处理器5，所述位移图像采集模块用于采集目标位移图像；所述图像增强模块用于对采集的图像进行增强处理；所述图像传输模块用于传输增强后的图像，所述比较模块用于采集的图像与预设值进行比较；还包括告警模块6，所述告警模块6用于在比较时出现异常后立即发出告警信号，所述告警模块6连接中央处理器5；还包括信号传输模块7，所述中央处理器5通过信号传输模块7连接后台监控中心8。
综上所述，本发明采用的方法具有预警信息发布及时、响应时间快、操作简单等优点，预警精确度高，能够降低地质灾害造成的损失；本发明中采用的图像增强处理方法降低了图像的全局亮度差异，增强了图像对比度，有效的抑制了噪声，进一步提高了图像的清晰度，进而提高了监测精度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：监测预警方法包括以下步骤：
A、首先采集各个目标的位移图像；
B、将采集的位移图像进行增强处理；
C、将增强的图像传输至后台监测终端与预设阈值进行比较；
D、获取比较结果，一旦监测到异常位移图像立即发出预警信号，并对危险等级进行分级。
2.根据权利要求1所述的一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：所述步骤B中图像增强处理方法如下：
a、将采集的图像的像素根据亮度值分成若干个图层，每个图层的亮度均不同，并将每个图层按亮度值，由低到高进行排列，且每一图层中的图像的边界都是由闭合曲线构成；
b、对于亮度最低的图层以及亮度最大的图层，先单独进行直方图均衡化处理，再去除背景噪声，最后进行噪点去除；
c、将处于最低亮度和最高亮度中间的图层先去除噪点，再去除背景噪声，最后进行直方图均衡化处理；
d、最后将处理过后的所有图层合并为一幅图像增强后的图像。
3.根据权利要求2所述的一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：所述噪点去除采用图像插值函数运算进行处理，其中，函数公式为：
C’=A*T+D*(1-T)，其中，C’表示输出去燥后图像像素，A表示当前图像待处理像素，T表示逻辑平衡变量，D表示当前待处理像素的噪声平滑值。
4.根据权利要求1所述的一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：所述步骤C中预设阈值包括第一预警值、第二预警值和第三预警值，所述第一预警值、第二预警值和第三预警值从低到高依次排列。
5.根据权利要求1所述的一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：所述步骤D中当图像的位移值小于第一预警值，则不发出报警信号，若图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，则发出提醒信号；若图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，则发出间断性报警信号；若图像的位移值大于第三预警值，则发出连续性报警信号。
6.根据权利要求1所述的一种地质灾害实时监测预警方法，其特征在于：所述步骤D中图像的位移值小于第一预警值，危险等级设置为0；图像的位移值大于第一预警值且小于第二预警值，危险等级设置为1；图像的位移值大于第二预警值且小于第三预警值，危险等级设置为2；图像的位移值大于第三预警值，危险等级设置为3，发出报警信号的同时，后台监控中心实时显示危险等级。
7.一种地质灾害实时监测预警装置，其特征在于：包括位移图像采集模块（1）、图像增强模块（2）、图像传输模块（3）、比较模块（4）和中央处理器（5），所述位移图像采集模块（1）、图像增强模块（2）、图像传输模块（3）、比较模块（4）分别连接中央处理器（5），所述位移图像采集模块用于采集目标位移图像；所述图像增强模块用于对采集的图像进行增强处理；所述图像传输模块用于传输增强后的图像，所述比较模块用于采集的图像与预设值进行比较。
8.根据权利要求7所述的一种地质灾害实时监测预警装置，其特征在于：还包括告警模块（6），所述告警模块（6）用于在比较时出现异常后立即发出告警信号，所述告警模块（6）连接中央处理器（5）。
9.根据权利要求7所述的一种地质灾害实时监测预警装置，其特征在于：还包括信号传输模块（7），所述中央处理器（5）通过信号传输模块（7）连接后台监控中心（8）。
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