CN116468303A - 工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法 - Google Patents

工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于岩土工程地质监测技术领域，公开了一种工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法，所述工程地质监测系统包括：地质数据采集模块、主控模块、数据分析模块、模型构建模块、模型优化模块、模型渲染模块、地质安全评估模块、显示模块。本发明通过地质数据采集模块获取岩土工程地质数据，可以提高获取岩土工程地质数据的准确率；同时，通过数据分析模块采获得对应的多级建模坐标点集合，进行分级建模，并通过不同的可视化视角对多级的曲面建模结果进行调整和拼接，提升岩土工程地质数据建模的准确性和全面性，减少整体建模时由于数据不全面导致的建模结果不准确等情况，达到提升岩土工程地质数据建模准确性。

Description

工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法
技术领域
本发明属于岩土工程地质监测技术领域，尤其涉及一种工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法。
背景技术
岩土工程地质监测是指定期观测工程建筑物地基、围岩、边坡工况和有关不良地质现象变化过程的工作。水电工程建设和运行期间，为了准确预测渗漏、岸坡稳定性、地基沉陷、硐室围岩变形及水库诱发地震等问题，除进行地质勘探和试验研究外，有时需要较长期的观测、监视不良地质现象及其有关因素的动态和变化规律，以便及时采取防护和处理措施；由于水电工程的特殊性和近年来高坝、大库的兴建，岩土工程地质监测技术日趋重要，它不仅是预测险情的有效方法，并成为勘察工作中不可缺少的手段；然而，现有工程地质监测系统获取的岩土工程地质数据也不准确；同时，无法准确的对地质数据分析。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有工程地质监测系统获取的岩土工程地质数据也不准确。
(2)无法准确的对地质数据分析。
(3)现有航拍采集的岩土工程地质影像不清晰，影响监测准确性。
(4)不能准确对地质安全进行评估。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种工程地质监测系统及多期航拍测绘的三维地质建模方法。
本发明是这样实现的，一种工程地质监测系统包括：
地质数据采集模块、主控模块、数据分析模块、模型构建模块、模型优化模块、模型渲染模块、地质安全评估模块、显示模块。
地质数据采集模块，与主控模块连接，用于利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
所述对岩土工程地质影像进行增强处理方法：
将无人机多期航拍采集的岩土工程地质影像数据进行整理存档；
提取多期航拍采集的原始岩土工程地质影像的暗部和亮部区域，并对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
根据预设阈值和岩土工程地质影像强度均值，对所得到的局部细节增强的岩土工程地质影像进行整体亮度调整，得到整体亮度调整后的岩土工程地质影像；以及对该整体亮度调整后的岩土工程地质影像，进行饱和度的调整；
其中，在执行对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理的步骤中，包括步骤：由该原始岩土工程地质影像生成亮度单通道岩土工程地质影像；根据预先设置的参数提取所生成的亮度单通道岩土工程地质影像的暗部和亮部区域；对该原始岩土工程地质影像中位于暗部和亮部区域的每个像素，利用双曲线变换方法调整每个像素的RGB值，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
主控模块，与地质数据采集模块、数据分析模块、模型构建模块、模型优化模块、模型渲染模块、地质安全评估模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
数据分析模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质数据进行分析；
模型构建模块，与主控模块连接，用于根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；
模型优化模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质三维模型进行优化；
模型渲染模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质三维模型进行渲染；
地质安全评估模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质安全进行评估；
所述地质安全评估模块评估方法：
将岩土工程地质安全要素管理协同度评价指标体系分为人的因素、物的状态、环境条件和安全管理四个指标要素；获取岩土工程地质安全评估中所述指标要素的数据资料，确定所述指标要素的协同级别；
根据所述协同级别计算协同评价等级隶属度矩阵；根据所述协同评价等级隶属度矩阵计算所述指标要素之间的增长系数和消减系数；根据所述增长系数和消减系数计算指标要素之间的影响系数，得出所述指标要素的关键影响因子；
显示模块，与主控模块连接，用于显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
一种工程地质监测系统的多期航拍测绘的三维地质建模方法包括以下步骤：
步骤一，通过地质数据采集模块利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
步骤二，主控模块通过数据分析模块对岩土工程地质数据进行分析；
步骤三，通过模型构建模块根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；通过模型优化模块对岩土工程地质三维模型进行优化；
步骤四，通过模型渲染模块对岩土工程地质三维模型进行渲染；通过地质安全评估模块对岩土工程地质安全进行评估；
步骤五，通过显示模块显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
进一步，所述地质数据采集模块采集方法如下：
(1)配置探测设备参数，利用探测设备探测岩土工程地质信息；根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品、第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；
(2)采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，其中，所述岩土工程地质数据包括：第四纪岩土工程地质数据、水文岩土工程地质参数及岩土工程地质数据。
进一步，所述第四纪岩土工程地质数据包括：古气候数据、古环境数据及形成时代数据；所述水文岩土工程地质参数包括：渗透系数和导水系数；所述岩土工程地质数据包括：物理指标数据、力学指标数据、承载力值数据。
进一步，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品之前，所述方法包括：
获取所述岩芯多个地层中每一地层的地层数据，所述地层数据包括：颜色、成分、粒度、水含量、结构、构造数据。
进一步，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第一预设厚度；
根据所述第一预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品。
进一步，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第二预设厚度；
根据所述第二预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品。
进一步，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的水文岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第三预设厚度；
根据所述第三预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的岩土工程地质样品；
述岩土工程地质数据还包括：目标水文参数；
所述获取岩土工程地质数据，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，从所述岩芯的多个地层中确定目标含水层；
根据所述目标含水层，获取目标水文样品；
采用水文试验分析处理所述目标水文样品，获取所述目标水文参数；
采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据之后，所述方法包括：
根据预设标尺，存储所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据；其中，所述预设标尺包括：地层位置和地层深度；
根据所述预设标尺以及地球物理参数、所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据进行排列，生成全要素综合柱状图。
进一步，所述数据分析模块分析方法如下：
1)配置数据采集拟合装置参数，对数据采集拟合装置进行校准处理；通过数据采集拟合装置对标识检测地区进行数据采集，生成岩土工程地质建模数据，其中，所述标识检测地区为进行岩土工程地质检测的标识区域；通过连接所述可视化建模系统，对所述岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，输出建模坐标点集合；
2)以所述标识检测地区的属性为分类目标对所述建模坐标点集合进行分类，输出多级建模坐标点集合，其中，所述多级建模坐标点集合中的每一级对应一复杂度地区；按照所述多级建模坐标点集合对每一级的建模数据进行分批建模，将每一级的曲面建模结果分别存储于建模分区模块中；
3)通过配置可视化转角模块输出实时可视化视角，其中，所述可视化转角模块存储多个可视化视角；通过所述实时可视化视角对所述建模分区模块中的各个曲面建模结果进行拼接，输出岩土工程地质建模结果；根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述标识检测地区进行地区气候复杂度分析，输出气候复杂度；
当所述气候复杂度大于预设气候复杂度，对所述标识检测地区的气候特征进行分析，输出岩土工程地质影响相关性大于预设影响的N个气候指标；
按照所述N个气候指标和所述N个气候指标对应的变量，生成气候指标矩阵，按照所述气候指标矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行多维变量控制；
所述方法还包括：
根据所述数据拟合采集装置，获取所述标识检测地区的缓冲区数据；
按照所述标识检测地区的地区属性，对所述标识检测地区的缓冲区数据进行缓冲分析，输出缓冲有效变量；
基于所述缓冲有效变量生成的缓冲变量矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行缓冲变量控制；
所述根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果，所述方法还包括：
搭建灾害模拟数据模型，其中，所述灾害模拟数据模型包括灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵；
根据所述灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵，在所述岩土工程地质建模结果上进行灾害模拟控制，输出岩土工程地质灾害模拟结果；
根据所述岩土工程地质灾害模拟结果进行对所述标识检测地区进行岩土工程地质灾害评价，基于所述灾害评价结果，输出所述数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述岩土工程地质灾害模拟结果进行模拟分级，输出在不同等级灾害情况下的岩土工程地质损坏度；
通过对所述标识检测地区的在不同等级灾害情况下发生灾害的概率进行统计，输出概率统计结果；
通过对所述标识检测地区的岩土工程地质循环恢复性进行计算，输出岩土工程地质循环恢复性；
以所述循环恢复性为中间变量，以所述概率统计结果和所述岩土工程地质损坏度为输入变量搭建目标响应函数，根据所述目标响应函数进行时序预测，输出岩土工程地质周期抗灾性。
进一步，所述分析方法还包括：
以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果为节点，以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果之间的连接关系为关系网进行曲面拼接，输出曲面拼接拓扑结构；
按照所述曲面拼接拓扑结构进行拼接自检，判断是否激活异常曲面校正模块，若激活所述异常曲面校正模块，获取异常拼接节点；
对所述异常拼接节点所连接的两个曲面进行拼接校正，输出所述岩土工程地质建模结果；
获取所述岩土工程地质建模数据的采集方式，判断所述采集方式是否为数据源直接传输，若所述采集方式为数据源直接传输，对所述岩土工程地质建模数据进行周期更新性分析，输出数据源新型指数；
根据所述数据源新型指数，获取数据源传输指令，按照所述数据源传输指令输出所述岩土工程地质建模结果。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
本发明通过地质数据采集模块根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，可以提高获取岩土工程地质数据的准确率；同时，通过数据分析模块采集获取标识检测地区不全面的岩土工程地质建模数据，然后对该岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，将标识检测地区划分为多个复杂度地区，并获得对应的多级建模坐标点集合，进行分级建模，并通过不同的可视化视角对多级的曲面建模结果进行调整和拼接，提升岩土工程地质数据建模的准确性和全面性，减少整体建模时由于数据不全面导致的建模结果不准确等情况，达到提升岩土工程地质数据建模准确性，进而提升岩土工程地质数据分析以及地理问题解决效率和质量的技术效果。
本发明通过对岩土工程地质影像进行增强处理方法对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；再根据预设阈值和岩土工程地质影像强度均值，对所得到的局部细节增强的岩土工程地质影像进行整体亮度调整，得到整体亮度调整后的岩土工程地质影像；并对整体亮度调整后的岩土工程地质影像，进行饱和度的调整。从而使得本发明能够获得较佳的岩土工程地质影像增强效果；提高工程地质监测的准确性。
本发明通过地质安全评估模块评估方法将岩土工程地质安全要素管理协同度评价指标体系分为人的因素、物的状态、环境条件和安全管理四个指标要素；获取岩土工程地质安全评估中所述指标要素的数据资料，确定所述指标要素的协同级别；可以大大提高地质安全评估准确性。
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
本发明通过地质数据采集模块根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，可以提高获取岩土工程地质数据的准确率；同时，通过数据分析模块采集获取标识检测地区不全面的岩土工程地质建模数据，然后对该岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，将标识检测地区划分为多个复杂度地区，并获得对应的多级建模坐标点集合，进行分级建模，并通过不同的可视化视角对多级的曲面建模结果进行调整和拼接，提升岩土工程地质数据建模的准确性和全面性，减少整体建模时由于数据不全面导致的建模结果不准确等情况，达到提升岩土工程地质数据建模准确性，进而提升岩土工程地质数据分析以及地理问题解决效率和质量的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的工程地质监测系统的多期航拍测绘的三维地质建模方法流程图。
图2是本发明实施例提供的工程地质监测系统结构框图。
图3是本发明实施例提供的地质数据采集模块采集方法流程图。
图4是本发明实施例提供的数据分析模块分析方法流程图。
图2中：1、地质数据采集模块；2、主控模块；3、数据分析模块；4、模型构建模块；5、模型优化模块；6、模型渲染模块；7、地质安全评估模块；8、显示模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1所示，本发明提供的工程地质监测系统的多期航拍测绘的三维地质建模方法包括以下步骤：
S101，通过地质数据采集模块利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
S102，主控模块通过数据分析模块对岩土工程地质数据进行分析；
S103，通过模型构建模块根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；通过模型优化模块对岩土工程地质三维模型进行优化；
S104，通过模型渲染模块对岩土工程地质三维模型进行渲染；通过地质安全评估模块对岩土工程地质安全进行评估；
S105，通过显示模块显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
如图2所示，本发明实施例提供的工程地质监测系统包括：地质数据采集模块1、主控模块2、数据分析模块3、模型构建模块4、模型优化模块5、模型渲染模块6、地质安全评估模块7、显示模块8。
地质数据采集模块1，与主控模块2连接，用于利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
所述对岩土工程地质影像进行增强处理方法：
将无人机多期航拍采集的岩土工程地质影像数据进行整理存档；
提取多期航拍采集的原始岩土工程地质影像的暗部和亮部区域，并对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
根据预设阈值和岩土工程地质影像强度均值，对所得到的局部细节增强的岩土工程地质影像进行整体亮度调整，得到整体亮度调整后的岩土工程地质影像；以及对该整体亮度调整后的岩土工程地质影像，进行饱和度的调整；
其中，在执行对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理的步骤中，包括步骤：由该原始岩土工程地质影像生成亮度单通道岩土工程地质影像；根据预先设置的参数提取所生成的亮度单通道岩土工程地质影像的暗部和亮部区域；对该原始岩土工程地质影像中位于暗部和亮部区域的每个像素，利用双曲线变换方法调整每个像素的RGB值，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
主控模块2，与地质数据采集模块1、数据分析模块3、模型构建模块4、模型优化模块5、模型渲染模块6、地质安全评估模块7、显示模块8连接，用于控制各个模块正常工作；
数据分析模块3，与主控模块2连接，用于对岩土工程地质数据进行分析；
模型构建模块4，与主控模块2连接，用于根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；
模型优化模块5，与主控模块2连接，用于对岩土工程地质三维模型进行优化；
模型渲染模块6，与主控模块2连接，用于对岩土工程地质三维模型进行渲染；
地质安全评估模块7，与主控模块2连接，用于对岩土工程地质安全进行评估；
所述地质安全评估模块评估方法：
将岩土工程地质安全要素管理协同度评价指标体系分为人的因素、物的状态、环境条件和安全管理四个指标要素；获取岩土工程地质安全评估中所述指标要素的数据资料，确定所述指标要素的协同级别；
根据所述协同级别计算协同评价等级隶属度矩阵；根据所述协同评价等级隶属度矩阵计算所述指标要素之间的增长系数和消减系数；根据所述增长系数和消减系数计算指标要素之间的影响系数，得出所述指标要素的关键影响因子；
显示模块8，与主控模块2连接，用于显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
如图3所示，本发明提供的地质数据采集模块1采集方法如下：
S201，配置探测设备参数，利用探测设备探测岩土工程地质信息；根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品、第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；
S202，采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，其中，所述岩土工程地质数据包括：第四纪岩土工程地质数据、水文岩土工程地质参数及岩土工程地质数据。
本发明提供的第四纪岩土工程地质数据包括：古气候数据、古环境数据及形成时代数据；所述水文岩土工程地质参数包括：渗透系数和导水系数；所述岩土工程地质数据包括：物理指标数据、力学指标数据、承载力值数据。
本发明提供的根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品之前，所述方法包括：
获取所述岩芯多个地层中每一地层的地层数据，所述地层数据包括：颜色、成分、粒度、水含量、结构、构造数据。
本发明提供的根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第一预设厚度；
根据所述第一预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品。
本发明提供的根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第二预设厚度；
根据所述第二预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品。
本发明提供的根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的水文岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第三预设厚度；
根据所述第三预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的岩土工程地质样品；
述岩土工程地质数据还包括：目标水文参数；
所述获取岩土工程地质数据，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，从所述岩芯的多个地层中确定目标含水层；
根据所述目标含水层，获取目标水文样品；
采用水文试验分析处理所述目标水文样品，获取所述目标水文参数；
采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据之后，所述方法包括：
根据预设标尺，存储所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据；其中，所述预设标尺包括：地层位置和地层深度；
根据所述预设标尺以及地球物理参数、所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据进行排列，生成全要素综合柱状图。
如图4所示，本发明提供的数据分析模块3分析方法如下：
S301，配置数据采集拟合装置参数，对数据采集拟合装置进行校准处理；通过数据采集拟合装置对标识检测地区进行数据采集，生成岩土工程地质建模数据，其中，所述标识检测地区为进行岩土工程地质检测的标识区域；通过连接所述可视化建模系统，对所述岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，输出建模坐标点集合；
S302，以所述标识检测地区的属性为分类目标对所述建模坐标点集合进行分类，输出多级建模坐标点集合，其中，所述多级建模坐标点集合中的每一级对应一复杂度地区；按照所述多级建模坐标点集合对每一级的建模数据进行分批建模，将每一级的曲面建模结果分别存储于建模分区模块中；
S303，通过配置可视化转角模块输出实时可视化视角，其中，所述可视化转角模块存储多个可视化视角；通过所述实时可视化视角对所述建模分区模块中的各个曲面建模结果进行拼接，输出岩土工程地质建模结果；根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述标识检测地区进行地区气候复杂度分析，输出气候复杂度；
当所述气候复杂度大于预设气候复杂度，对所述标识检测地区的气候特征进行分析，输出岩土工程地质影响相关性大于预设影响的N个气候指标；
按照所述N个气候指标和所述N个气候指标对应的变量，生成气候指标矩阵，按照所述气候指标矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行多维变量控制；
所述方法还包括：
根据所述数据拟合采集装置，获取所述标识检测地区的缓冲区数据；
按照所述标识检测地区的地区属性，对所述标识检测地区的缓冲区数据进行缓冲分析，输出缓冲有效变量；
基于所述缓冲有效变量生成的缓冲变量矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行缓冲变量控制；
所述根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果，所述方法还包括：
搭建灾害模拟数据模型，其中，所述灾害模拟数据模型包括灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵；
根据所述灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵，在所述岩土工程地质建模结果上进行灾害模拟控制，输出岩土工程地质灾害模拟结果；
根据所述岩土工程地质灾害模拟结果进行对所述标识检测地区进行岩土工程地质灾害评价，基于所述灾害评价结果，输出所述数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述岩土工程地质灾害模拟结果进行模拟分级，输出在不同等级灾害情况下的岩土工程地质损坏度；
通过对所述标识检测地区的在不同等级灾害情况下发生灾害的概率进行统计，输出概率统计结果；
通过对所述标识检测地区的岩土工程地质循环恢复性进行计算，输出岩土工程地质循环恢复性；
以所述循环恢复性为中间变量，以所述概率统计结果和所述岩土工程地质损坏度为输入变量搭建目标响应函数，根据所述目标响应函数进行时序预测，输出岩土工程地质周期抗灾性。
本发明提供的分析方法还包括：
以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果为节点，以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果之间的连接关系为关系网进行曲面拼接，输出曲面拼接拓扑结构；
按照所述曲面拼接拓扑结构进行拼接自检，判断是否激活异常曲面校正模块，若激活所述异常曲面校正模块，获取异常拼接节点；
对所述异常拼接节点所连接的两个曲面进行拼接校正，输出所述岩土工程地质建模结果；
获取所述岩土工程地质建模数据的采集方式，判断所述采集方式是否为数据源直接传输，若所述采集方式为数据源直接传输，对所述岩土工程地质建模数据进行周期更新性分析，输出数据源新型指数；
根据所述数据源新型指数，获取数据源传输指令，按照所述数据源传输指令输出所述岩土工程地质建模结果。
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
本发明通过地质数据采集模块根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，可以提高获取岩土工程地质数据的准确率；同时，通过数据分析模块采集获取标识检测地区不全面的岩土工程地质建模数据，然后对该岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，将标识检测地区划分为多个复杂度地区，并获得对应的多级建模坐标点集合，进行分级建模，并通过不同的可视化视角对多级的曲面建模结果进行调整和拼接，提升岩土工程地质数据建模的准确性和全面性，减少整体建模时由于数据不全面导致的建模结果不准确等情况，达到提升岩土工程地质数据建模准确性，进而提升岩土工程地质数据分析以及地理问题解决效率和质量的技术效果。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
本发明通过地质数据采集模块根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，可以提高获取岩土工程地质数据的准确率；同时，通过数据分析模块采集获取标识检测地区不全面的岩土工程地质建模数据，然后对该岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，将标识检测地区划分为多个复杂度地区，并获得对应的多级建模坐标点集合，进行分级建模，并通过不同的可视化视角对多级的曲面建模结果进行调整和拼接，提升岩土工程地质数据建模的准确性和全面性，减少整体建模时由于数据不全面导致的建模结果不准确等情况，达到提升岩土工程地质数据建模准确性，进而提升岩土工程地质数据分析以及地理问题解决效率和质量的技术效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工程地质监测系统，其特征在于，所述工程地质监测系统包括：
地质数据采集模块、主控模块、数据分析模块、模型构建模块、模型优化模块、模型渲染模块、地质安全评估模块、显示模块；
地质数据采集模块，与主控模块连接，用于利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
所述对岩土工程地质影像进行增强处理方法：
将无人机多期航拍采集的岩土工程地质影像数据进行整理存档；
提取多期航拍采集的原始岩土工程地质影像的暗部和亮部区域，并对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
根据预设阈值和岩土工程地质影像强度均值，对所得到的局部细节增强的岩土工程地质影像进行整体亮度调整，得到整体亮度调整后的岩土工程地质影像；以及对该整体亮度调整后的岩土工程地质影像，进行饱和度的调整；
其中，在执行对暗部和亮部区域的局部细节进行增强处理的步骤中，包括步骤：由该原始岩土工程地质影像生成亮度单通道岩土工程地质影像；根据预先设置的参数提取所生成的亮度单通道岩土工程地质影像的暗部和亮部区域；对该原始岩土工程地质影像中位于暗部和亮部区域的每个像素，利用双曲线变换方法调整每个像素的RGB值，得到局部细节增强的岩土工程地质影像；
主控模块，与地质数据采集模块、数据分析模块、模型构建模块、模型优化模块、模型渲染模块、地质安全评估模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
数据分析模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质数据进行分析；
模型构建模块，与主控模块连接，用于根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；
模型优化模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质三维模型进行优化；
模型渲染模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质三维模型进行渲染；
地质安全评估模块，与主控模块连接，用于对岩土工程地质安全进行评估；
所述地质安全评估模块评估方法：
将岩土工程地质安全要素管理协同度评价指标体系分为人的因素、物的状态、环境条件和安全管理四个指标要素；获取岩土工程地质安全评估中所述指标要素的数据资料，确定所述指标要素的协同级别；
根据所述协同级别计算协同评价等级隶属度矩阵；根据所述协同评价等级隶属度矩阵计算所述指标要素之间的增长系数和消减系数；根据所述增长系数和消减系数计算指标要素之间的影响系数，得出所述指标要素的关键影响因子；
显示模块，与主控模块连接，用于显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
2.一种如权利要求1所述的工程地质监测系统的多期航拍测绘的三维地质建模方法，其特征在于，所述工程地质监测系统的多期航拍测绘的三维地质建模方法包括以下步骤：
步骤一，通过地质数据采集模块利用探测设备采集岩土工程地质数据；通过无人机航拍采集岩土工程地质影像数据；并对岩土工程地质影像进行增强处理；
步骤二，主控模块通过数据分析模块对岩土工程地质数据进行分析；
步骤三，通过模型构建模块根据航拍影像数据构建岩土工程地质三维模型；通过模型优化模块对岩土工程地质三维模型进行优化；
步骤四，通过模型渲染模块对岩土工程地质三维模型进行渲染；通过地质安全评估模块对岩土工程地质安全进行评估；
步骤五，通过显示模块显示岩土工程地质数据、分析结果、模型、评估结果。
3.如权利要求1所述工程地质监测系统，其特征在于，所述地质数据采集模块采集方法如下：
(1)配置探测设备参数，利用探测设备探测岩土工程地质信息；根据全要素岩土工程地质钻探钻孔获取预设位置的岩芯，其中，所述岩芯包括多个地层；根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品、第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品；
(2)采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据，其中，所述岩土工程地质数据包括：第四纪岩土工程地质数据、水文岩土工程地质参数及岩土工程地质数据。
4.如权利要求3所述工程地质监测系统，其特征在于，所述第四纪岩土工程地质数据包括：古气候数据、古环境数据及形成时代数据；所述水文岩土工程地质参数包括：渗透系数和导水系数；所述岩土工程地质数据包括：物理指标数据、力学指标数据、承载力值数据。
5.如权利要求3所述工程地质监测系统，其特征在于，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品和第二预设厚度的岩土工程地质样品以及第三预设厚度的水文岩土工程地质样品之前，所述方法包括：
获取所述岩芯多个地层中每一地层的地层数据，所述地层数据包括：颜色、成分、粒度、水含量、结构、构造数据。
6.如权利要求3所述工程地质监测系统，其特征在于，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第一预设厚度；
根据所述第一预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第一预设厚度的第四纪岩土工程地质样品。
7.如权利要求3所述工程地质监测系统，其特征在于，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第二预设厚度；
根据所述第二预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第二预设厚度的岩土工程地质样品。
8.如权利要求3所述工程地质监测系统，其特征在于，所述根据预设要求，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的水文岩土工程地质样品，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，确定所述每一地层的第三预设厚度；
根据所述第三预设厚度，获取所述岩芯的每一地层中第三预设厚度的岩土工程地质样品；
述岩土工程地质数据还包括：目标水文参数；
所述获取岩土工程地质数据，包括：
根据每一地层的所述地层数据以及所述预设要求，从所述岩芯的多个地层中确定目标含水层；
根据所述目标含水层，获取目标水文样品；
采用水文试验分析处理所述目标水文样品，获取所述目标水文参数；
采用预设试验方式处理所述第四纪岩土工程地质样品、所述岩土工程地质样品及所述水文岩土工程地质样品，获取岩土工程地质数据之后，所述方法包括：
根据预设标尺，存储所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据；其中，所述预设标尺包括：地层位置和地层深度；
根据所述预设标尺以及地球物理参数、所述第四纪岩土工程地质数据、所述水文岩土工程地质参数、所述目标水文参数及所述岩土工程地质数据进行排列，生成全要素综合柱状图。
9.如权利要求1所述工程地质监测系统，其特征在于，所述数据分析模块分析方法如下：
1)配置数据采集拟合装置参数，对数据采集拟合装置进行校准处理；通过数据采集拟合装置对标识检测地区进行数据采集，生成岩土工程地质建模数据，其中，所述标识检测地区为进行岩土工程地质检测的标识区域；通过连接所述可视化建模系统，对所述岩土工程地质建模数据进行坐标点分析，输出建模坐标点集合；
2)以所述标识检测地区的属性为分类目标对所述建模坐标点集合进行分类，输出多级建模坐标点集合，其中，所述多级建模坐标点集合中的每一级对应一复杂度地区；按照所述多级建模坐标点集合对每一级的建模数据进行分批建模，将每一级的曲面建模结果分别存储于建模分区模块中；
3)通过配置可视化转角模块输出实时可视化视角，其中，所述可视化转角模块存储多个可视化视角；通过所述实时可视化视角对所述建模分区模块中的各个曲面建模结果进行拼接，输出岩土工程地质建模结果；根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述标识检测地区进行地区气候复杂度分析，输出气候复杂度；
当所述气候复杂度大于预设气候复杂度，对所述标识检测地区的气候特征进行分析，输出岩土工程地质影响相关性大于预设影响的N个气候指标；
按照所述N个气候指标和所述N个气候指标对应的变量，生成气候指标矩阵，按照所述气候指标矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行多维变量控制；
所述方法还包括：
根据所述数据拟合采集装置，获取所述标识检测地区的缓冲区数据；
按照所述标识检测地区的地区属性，对所述标识检测地区的缓冲区数据进行缓冲分析，输出缓冲有效变量；
基于所述缓冲有效变量生成的缓冲变量矩阵对所述岩土工程地质建模结果进行缓冲变量控制；
所述根据所述岩土工程地质建模结果，输出数据检测结果，所述方法还包括：
搭建灾害模拟数据模型，其中，所述灾害模拟数据模型包括灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵；
根据所述灾害模拟数据库、所述气候指标矩阵和所述缓冲变量矩阵，在所述岩土工程地质建模结果上进行灾害模拟控制，输出岩土工程地质灾害模拟结果；
根据所述岩土工程地质灾害模拟结果进行对所述标识检测地区进行岩土工程地质灾害评价，基于所述灾害评价结果，输出所述数据检测结果；
所述方法还包括：
通过对所述岩土工程地质灾害模拟结果进行模拟分级，输出在不同等级灾害情况下的岩土工程地质损坏度；
通过对所述标识检测地区的在不同等级灾害情况下发生灾害的概率进行统计，输出概率统计结果；
通过对所述标识检测地区的岩土工程地质循环恢复性进行计算，输出岩土工程地质循环恢复性；
以所述循环恢复性为中间变量，以所述概率统计结果和所述岩土工程地质损坏度为输入变量搭建目标响应函数，根据所述目标响应函数进行时序预测，输出岩土工程地质周期抗灾性。
10.如权利要求9所述工程地质监测系统，其特征在于，所述分析方法还包括：
以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果为节点，以所述建模分区模块中的各个曲面建模结果之间的连接关系为关系网进行曲面拼接，输出曲面拼接拓扑结构；
按照所述曲面拼接拓扑结构进行拼接自检，判断是否激活异常曲面校正模块，若激活所述异常曲面校正模块，获取异常拼接节点；
对所述异常拼接节点所连接的两个曲面进行拼接校正，输出所述岩土工程地质建模结果；
获取所述岩土工程地质建模数据的采集方式，判断所述采集方式是否为数据源直接传输，若所述采集方式为数据源直接传输，对所述岩土工程地质建模数据进行周期更新性分析，输出数据源新型指数；
根据所述数据源新型指数，获取数据源传输指令，按照所述数据源传输指令输出所述岩土工程地质建模结果。
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