CN116753848A - 一种建筑物位移监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑物监测技术领域,具体是一种建筑物位移监测方法及系统,其中,建筑物位移监测系统包括建筑物监测平台、建筑物摄像监控模块、图像处理模块、位移分步式决策模块以及位移管理预警终端;本发明通过建筑物摄像监控模块和图像质量检测分析模块以实现对建筑物的有效监控并保证所采集图像的质量,提升后续位移分析结果的精准性,且通过将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声,进一步提高对应建筑物后续位移检测分析结果的精准性,以及基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,实现建筑物整体以及各位置位移状况的合理评估并反馈预警,有利于保证建筑物的安全和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑物监测技术领域,具体是一种建筑物位移监测方法及系统。
背景技术
建筑物是人们为了满足社会生活需要,利用所掌握的物质技术手段,并运用一定的科学规律、风水理念和美学法则创造的人工环境,主要指人工建造的供人们进行生产、生活等活动的房屋或场所,如住宅、厂房、车站等,建筑物在建成使用时由于地质、天气和自身结构等因素而存在发生位移的风险;
而建筑物发生位移会对建筑物的结构和安全性造成影响,因此需要采取相应的措施进行监测和控制,目前主要通过测量仪器进行建筑物的检测以判断建筑物的位移状况,操作效率低,判断结果不够准确,难以实现对建筑物位移状况的有效监控,且无法合理评估建筑物整体以及各位置的位移状况并反馈预警,相应管理人员难以及时作出针对性的管理措施,不利于建筑物的安全和稳定性;
针对上述的技术缺陷,现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑物位移监测方法及系统,解决了现有技术难以实现对建筑物位移状况的有效监控,且无法合理评估建筑物整体以及各位置的位移状况并反馈预警,位移分析结果准确性低的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种建筑物位移监测方法及系统,包括以下步骤:
步骤一、设定对应建筑物的若干个摄像监控方向,并在对应方向安放相应的摄像监控设备;
步骤二、通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像;
步骤三、将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;
步骤四、基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,生成对应高风险位点的巡查预警信号并发送至位移管理预警终端。
进一步的,本发明还提出了一种建筑物位移监测系统,包括建筑物监测平台、建筑物摄像监控模块、图像处理模块、位移分步式决策模块以及位移管理预警终端,监测人员事先在对应建筑上标定若干个监测位点,建筑物监测平台获取到所有监测位点,将对应监测位点标记为i,i={1,2,…,n},n表示监测位点的数量且n为大于1的正整数;监测人员事先设定对应建筑物的若干个摄像监控方向并在对应方向安放相应的摄像监控设备,建筑物摄像监控模块通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像,且将标准图像和实测图像经建筑物监测平台发送至图像处理模块;
图像处理模块将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;位移分步式决策模块基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,通过位移决策分析以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,并生成对应高风险位点的巡查预警信号,且将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
进一步的,建筑物摄像监控模块的具体运行过程包括:
划设时长为T1的位移监测周期,在位移监测周期的起始时刻将建筑物进行多方向摄像并将所采集的建筑物图像标记为标准图像,以及在位移监测周期内设定若干个监测时点,相邻两组监测时点的时间间隔相同,将对应监测时点标记为u,u={1,2,…,m},m表示监测时点数量且m为大于1的正整数;在监测时点u将建筑物进行对应方向摄像,且将所采集的建筑物图像标记为对应监测时点u的实测图像,且实测图像与标准图像一一对应。
进一步的,建筑物摄像监控模块通信连接图像质量检测分析模块,建筑物摄像监控模块在进行起始时刻和若有监测时点的建筑物摄像时,将建筑物对应方向的拍摄图像发送至图像质量检测分析模块,图像质量检测分析模块将接收到的拍摄图像进行质量检测分析,通过分析以生成对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号,将对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号发送至建筑物摄像监控模块;建筑物摄像监控模块接收到质量不合格信号时将对应拍摄图像剔除并重新进行建筑物对应方向的摄像,接收到质量合格信号时将对应拍摄图像标记为起始时刻的标准图像或对应监测时点的实测图像。
进一步的,图像质量检测分析的具体分析过程如下:
采集到对应拍摄图像的图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据,将图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据与预设图像分辨率数据阈值、预设图像清晰度数据阈值和预设图像噪声数据阈值分别进行数值比较,若图像分辨率数据、图像清晰度数据均未超过对应预设阈值或图像噪声数据超过对应预设阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号;
若图像分辨率数据和图像清晰度数据超过对应预设阈值且图像噪声数据未超过对应预设阈值,将图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据进行归一化计算后得到像质系数,将像质系数与预设像质系数阈值进行数值比较,若像质系数超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量合格信号,若像质系数未超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号。
进一步的,将标准图像和实测图像进行图像处理的具体处理过程如下:
通过均值滤波、中值滤波或高斯滤波的去噪处理方式将标准图像和实测图像进行去噪处理,以降低图像采集过程中噪声对图像质量造成的影响;并增强图像的对比度和亮度,使图像更加清晰,所采用的增强方法包括直方图均衡化和对比度增强;以及通过图像进行滤波处理以去除干扰噪声或提取特定频率信息,所采用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和中值滤波。
进一步的,位移决策分析的具体分析过程包括:
从建筑物监测平台调取标准图像和对应监测时点u的实测图像,据此以获取到监测时点u对应建筑物所有监测位点的位移量,将监测位点i在监测时点u的位移量标记为YWiu,并建立监测位点i在位移监测周期的位移量集合{YWi1,YWi2,…,YWim};以时间为X轴、位移量为Y轴建立位于第一象限的位移直角坐标系,将监测位点i所对应位移量集合中的子集一一标入对应位移直角坐标系中以形成若干个位移坐标点,通过线段将相邻两组位移坐标点一一连接起来以最终形成位移曲线;将监测位点i在位移曲线末端点的纵坐标标记为周期位移值,将周期位移值与预设周期位移阈值进行数值比较,若周期位移值超过预设周期位移阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点;
若周期位移值未超过预设周期位移阈值,则将组成位移曲线的每段线段与水平线段之间的夹角标记为位移增速值,将监测位点i的所有位移增速值进行求和计算并取均值以得到位移增速平均值;且将超过预设位移增速阈值的位移增速值标记为位移超增值,将位移超增值的数量与位移增速值的数量进行比值计算以得到位移超增比,将位移超增比与位移增速平均值进行数值计算以得到对应监测位点i的位移风险系数;将位移风险系数与预设位移风险系数阈值进行数值比较,若位移风险系数超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点,若位移风险系数未超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为低风险位点;并生成对应高风险位点的巡查预警信号,将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
进一步的,在将对应监测位点i标记为高风险位点或低风险位点后,采集到位移监测周期内对应建筑物的高风险位点数量和低风险位点数量,将高风险位点数量与低风险位点数量进行比值计算以得到高风险位点比,将高风险位点比与预设高风险位点比阈值进行数值比较,若高风险位点比超过预设高风险位点比阈值,则生成对应建筑物的全面风险预警信号;将对应建筑物的全面风险预警信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端;
若高风险位点比未超过预设高风险位点比阈值,则以R1为半径画圆并将其标记为检测圆,将检测圆在对应建筑物轮廓上进行移动,并实时采集到位于检测圆所覆盖区域中的高风险位点数量,将对应高风险位点数量标记为风险表现系数;将风险表现系数与预设风险表现系数阈值进行数值比较,若风险表现系数超过预设风险表现系数,则将检测圆所覆盖的对应建筑物区域标记为局部风险区域并生成对应局部风险区域的局部风险预警信号;将对应建筑物的局部风险预警信号以及对应局部风险区域经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,通过建筑物摄像监控模块采集到对应建筑物的若干组标准图像和位移监测周期内若干个监测时点的实测图像,将标准图像和实测图像经建筑物监测平台发送至图像处理模块,实现对建筑物的有效监控;且在图像采集过程中,图像质量检测分析模块将初步采集的拍摄图像进行质量检测分析,将对应质量不合格信号的拍摄图像剔除并重新进行建筑物对应方向的摄像,将对应质量合格信号的拍摄图像标记为起始时刻的标准图像或对应监测时点的实测图像,从而保证所采集图像的质量,有助于提升后续进行位移分析时的分析结果精准性;
2、本发明中,通过将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,从而提高对应建筑物后续位移检测分析结果的精准性,并基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,并判断是否生成全面风险预警信号和局部风险预警信号,实现建筑物整体以及各位置位移状况的合理评估并反馈预警,能够及时作出针对性的管理措施,有利于建筑物的安全和稳定性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明;
图1为本发明的方法流程图;
图2为本发明的整体系统框图。
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。
实施例一:如图1所示,本发明提出的一种建筑物位移监测方法,包括以下步骤:
步骤一、设定对应建筑物的若干个摄像监控方向,并在对应方向安放相应的摄像监控设备;
步骤二、通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像;
步骤三、将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;
步骤四、基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,生成对应高风险位点的巡查预警信号并发送至位移管理预警终端。
实施例二:如图2所示,本实施例与实施例1的区别在于,一种建筑物位移监测系统,包括建筑物监测平台、建筑物摄像监控模块、图像处理模块、位移分步式决策模块以及位移管理预警终端,建筑物监测平台与建筑物摄像监控模块、图像处理模块、位移分步式决策模块以及位移管理预警终端均通信连接,监测人员事先在对应建筑上标定若干个监测位点,建筑物监测平台获取到所有监测位点,将对应监测位点标记为i,i={1,2,…,n},n表示监测位点的数量且n为大于1的正整数;
监测人员事先设定对应建筑物的若干个摄像监控方向并在对应方向安放相应的摄像监控设备,建筑物摄像监控模块通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像,且将标准图像和实测图像经建筑物监测平台发送至图像处理模块;具体为:划设时长为T1的位移监测周期,优选的,T1为六十天;在位移监测周期的起始时刻将建筑物进行多方向摄像并将所采集的建筑物图像标记为对应建筑物的标准图像,以作为后续建筑位移状况的参照;以及在位移监测周期内设定若干个监测时点,相邻两组监测时点的时间间隔相同,将对应监测时点标记为u,u={1,2,…,m},m表示监测时点数量且m为大于1的正整数;在监测时点u将建筑物进行对应方向摄像,且将所采集的建筑物图像标记为对应监测时点u的实测图像,且实测图像与标准图像一一对应。
进一步而言;建筑物摄像监控模块通信连接图像质量检测分析模块,建筑物摄像监控模块在进行起始时刻和若有监测时点的建筑物摄像时,将建筑物对应方向的拍摄图像发送至图像质量检测分析模块,图像质量检测分析模块将接收到的拍摄图像进行质量检测分析,通过分析以生成对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号,将对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号发送至建筑物摄像监控模块;建筑物摄像监控模块接收到质量不合格信号时将对应拍摄图像剔除并重新进行建筑物对应方向的摄像,接收到质量合格信号时将对应拍摄图像标记为起始时刻的标准图像或对应监测时点的实测图像,从而保证所采集图像的质量,有助于提升后续进行位移分析时的分析结果精准性;具体分析过程如下:
采集到对应拍摄图像的图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据,需要说明的是,图像分辨率数据和图像清晰度数据是表示图像分辨率大小和清晰度大小的数据量值,图像噪声数据是表示图像噪声状况好坏的数据量值;并且,图像分辨率数据的数值越大、图像清晰度数据的数值越大、图像噪声数据的数值越小,则对应所拍摄图像的质量状况越好;将图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据与预设图像分辨率数据阈值、预设图像清晰度数据阈值和预设图像噪声数据阈值分别进行数值比较,若图像分辨率数据、图像清晰度数据均未超过对应预设阈值或图像噪声数据超过对应预设阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号;
若图像分辨率数据和图像清晰度数据超过对应预设阈值且图像噪声数据未超过对应预设阈值,则通过公式XZ=(a1*TF+a2*TQ)/(a3*TZ+1.362)将图像分辨率数据TF、图像清晰度数据TQ和图像噪声数据TZ进行归一化计算后得到像质系数XZ,其中,a1、a2、a3为预设比例系数,a1、a2、a3的取值均大于零;并且,像质系数XZ的数值越大,表明对应所拍摄图像的质量状况越好;将像质系数XZ与预设像质系数阈值进行数值比较,若像质系数XZ超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量合格信号;若像质系数XZ未超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号。
图像处理模块将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,从而提高对应建筑物后续位移检测分析结果的精准性,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;具体图像处理过程为:通过均值滤波、中值滤波或高斯滤波等去噪处理方式将标准图像和实测图像进行去噪处理,以降低图像采集过程中噪声对图像质量造成的影响;并增强图像的对比度和亮度等属性,使图像更加清晰,所采用的增强方法包括直方图均衡化和对比度增强等;以及通过图像进行滤波处理以去除干扰噪声或提取特定频率信息,所采用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和中值滤波等。
位移分步式决策模块基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,通过位移决策分析以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,并生成对应高风险位点的巡查预警信号,且将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端,位移管理预警终端显示相应信息并发出对应预警以提醒管理人员,以便对应管理人员及时进行相应高风险位点的检查,建筑物巡查更具有针对性,并根据需要作出进行的改善措施,从而有助于保证建筑物的安全使用;位移决策分析的具体分析过程如下:
从建筑物监测平台调取标准图像和对应监测时点u的实测图像,据此以获取到监测时点u对应建筑物所有监测位点的位移量,将监测位点i在监测时点u的位移量标记为YWiu,并建立监测位点i在位移监测周期的位移量集合{YWi1,YWi2,…,YWim};以时间为X轴、位移量为Y轴建立位于第一象限的位移直角坐标系,将监测位点i所对应位移量集合中的子集一一标入对应位移直角坐标系中以形成若干个位移坐标点;
通过线段将相邻两组位移坐标点一一连接起来以最终形成位移曲线;将监测位点i在位移曲线末端点的纵坐标标记为周期位移值,周期位移值表示对应监测位点i在位移监测周期的位移严重性状况,将周期位移值与预设周期位移阈值进行数值比较,若周期位移值超过预设周期位移阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点;
若周期位移值未超过预设周期位移阈值,则将组成位移曲线的每段线段与水平线段之间的夹角标记为位移增速值,将监测位点i的所有位移增速值进行求和计算并取均值以得到位移增速平均值;将位移增速值与预设位移增速阈值进行数值比较,将超过预设位移增速阈值的位移增速值标记为位移超增值,将位移超增值的数量与位移增速值的数量进行比值计算以得到位移超增比,通过公式WFi=b1*WBi+b2*WPi将位移超增比WBi与位移增速平均值WPi进行数值计算以得到对应监测位点i的位移风险系数WFi;
其中,b1、b2为预设权重系数,b1>b2>0;并且,位移风险系数WFi的数值大小与位移超增比WBi与位移增速平均值WPi均呈正比关系,位移风险系数WFi的数值越大,表明对应监测位点i的安全风险越大;将位移风险系数WFi与预设位移风险系数阈值进行数值比较,若位移风险系数WFi超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点,若位移风险系数WFi未超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为低风险位点;并生成对应高风险位点的巡查预警信号,将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
实施例三:本实施例与实施例1、实施例2的区别在于,在将对应监测位点i标记为高风险位点或低风险位点后,采集到位移监测周期内对应建筑物的高风险位点数量和低风险位点数量,将高风险位点数量与低风险位点数量进行比值计算以得到高风险位点比,需要说明的是,高风险位点比的数值越大,表明对应建筑物的整体安全隐患越大;将高风险位点比与预设高风险位点比阈值进行数值比较,若高风险位点比超过预设高风险位点比阈值,表明对应建筑物的整体安全状况较差,则生成对应建筑物的全面风险预警信号;将对应建筑物的全面风险预警信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端,对应管理人员接收到全面风险预警信号后应当及时进行对应建筑物的全面检查,并暂停对应建筑物的正常使用,以保证相应人员安全;
若高风险位点比未超过预设高风险位点比阈值,则以R1为半径画圆并将其标记为检测圆,将检测圆在对应建筑物轮廓上进行移动,并实时采集到位于检测圆所覆盖区域中的高风险位点数量,将对应高风险位点数量标记为风险表现系数;将风险表现系数与预设风险表现系数阈值进行数值比较,若风险表现系数超过预设风险表现系数,则将检测圆所覆盖的对应建筑物区域标记为局部风险区域并生成对应局部风险区域的局部风险预警信号;将对应建筑物的局部风险预警信号以及对应局部风险区域经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端,以便对应管理人员及时进行相应局部风险区域的细心检查,以及及时进行相应区域的改善措施,从而使检查工作更具有针对性并保证建筑物后续安全。
本发明的工作原理:使用时,通过建筑物摄像监控模块采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像,将标准图像和实测图像经建筑物监测平台发送至图像处理模块,实现对建筑物的有效监控;且图像质量检测分析模块将初步采集的拍摄图像进行质量检测分析,将对应质量不合格信号的拍摄图像剔除并重新进行建筑物对应方向的摄像,从而保证所采集图像的质量,有助于提升后续进行位移分析时的分析结果精准性;图像处理模块将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,从而提高对应建筑物后续位移检测分析结果的精准性,位移分步式决策模块基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,通过位移决策分析以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点并生成对应高风险位点的巡查预警信号,以及通过分析以判断是否生成全面风险预警信号和局部风险预警信号,实现建筑物整体以及各位置位移状况的合理评估并反馈预警,能够及时作出针对性的管理措施,有利于建筑物的安全和稳定性。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种建筑物位移监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、设定对应建筑物的若干个摄像监控方向,并在对应方向安放相应的摄像监控设备;
步骤二、通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像;
步骤三、将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;
步骤四、基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,生成对应高风险位点的巡查预警信号并发送至位移管理预警终端。
2.一种建筑物位移监测系统,其特征在于,包括建筑物监测平台、建筑物摄像监控模块、图像处理模块、位移分步式决策模块以及位移管理预警终端,监测人员事先在对应建筑上标定若干个监测位点,建筑物监测平台获取到所有监测位点,将对应监测位点标记为i,i={1,2,…,n},n表示监测位点的数量且n为大于1的正整数;监测人员事先设定对应建筑物的若干个摄像监控方向并在对应方向安放相应的摄像监控设备,建筑物摄像监控模块通过摄像监控设备采集到对应建筑物的若干组标准图像,以及采集到对应建筑物位移监测周期内若干个监测时点的实测图像,且将标准图像和实测图像经建筑物监测平台发送至图像处理模块;
图像处理模块将标准图像和实测图像进行图像处理以提高图像质量和减少噪声对位移监测的影响,并将处理后的标准图像和实测图像发送至建筑物监测平台进行存储;位移分步式决策模块基于对应建筑物的标准图像和所有监测时点的实测图像以进行位移决策分析,通过位移决策分析以将对应监测位点标记为高风险位点或低风险位点,并生成对应高风险位点的巡查预警信号,且将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
3.根据权利要求2所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,建筑物摄像监控模块的具体运行过程包括:
划设时长为T1的位移监测周期,在位移监测周期的起始时刻将建筑物进行多方向摄像并将所采集的建筑物图像标记为标准图像,以及在位移监测周期内设定若干个监测时点,相邻两组监测时点的时间间隔相同,将对应监测时点标记为u,u={1,2,…,m},m表示监测时点数量且m为大于1的正整数;在监测时点u将建筑物进行对应方向摄像,且将所采集的建筑物图像标记为对应监测时点u的实测图像,且实测图像与标准图像一一对应。
4.根据权利要求3所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,建筑物摄像监控模块通信连接图像质量检测分析模块,建筑物摄像监控模块在进行起始时刻和若有监测时点的建筑物摄像时,将建筑物对应方向的拍摄图像发送至图像质量检测分析模块,图像质量检测分析模块将接收到的拍摄图像进行质量检测分析,通过分析以生成对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号,将对应拍摄图像的质量合格信号或质量不合格信号发送至建筑物摄像监控模块;建筑物摄像监控模块接收到质量不合格信号时将对应拍摄图像剔除并重新进行建筑物对应方向的摄像,接收到质量合格信号时将对应拍摄图像标记为起始时刻的标准图像或对应监测时点的实测图像。
5.根据权利要求4所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,图像质量检测分析的具体分析过程如下:
采集到对应拍摄图像的图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据,将图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据与预设图像分辨率数据阈值、预设图像清晰度数据阈值和预设图像噪声数据阈值分别进行数值比较,若图像分辨率数据、图像清晰度数据均未超过对应预设阈值或图像噪声数据超过对应预设阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号;
若图像分辨率数据和图像清晰度数据超过对应预设阈值且图像噪声数据未超过对应预设阈值,将图像分辨率数据、图像清晰度数据和图像噪声数据进行归一化计算后得到像质系数,将像质系数与预设像质系数阈值进行数值比较,若像质系数超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量合格信号,若像质系数未超过预设像质系数阈值,则生成对应拍摄图像的质量不合格信号。
6.根据权利要求2所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,将标准图像和实测图像进行图像处理的具体处理过程如下:
通过均值滤波、中值滤波或高斯滤波的去噪处理方式将标准图像和实测图像进行去噪处理,以降低图像采集过程中噪声对图像质量造成的影响;并增强图像的对比度和亮度,使图像更加清晰,所采用的增强方法包括直方图均衡化和对比度增强;以及通过图像进行滤波处理以去除干扰噪声或提取特定频率信息,所采用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和中值滤波。
7.根据权利要求2所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,位移决策分析的具体分析过程包括:
从建筑物监测平台调取标准图像和对应监测时点u的实测图像,据此以获取到监测时点u对应建筑物所有监测位点的位移量,将监测位点i在监测时点u的位移量标记为YWiu,并建立监测位点i在位移监测周期的位移量集合{YWi1,YWi2,…,YWim};以时间为X轴、位移量为Y轴建立位于第一象限的位移直角坐标系,将监测位点i所对应位移量集合中的子集一一标入对应位移直角坐标系中以形成若干个位移坐标点,通过线段将相邻两组位移坐标点一一连接起来以最终形成位移曲线;将监测位点i在位移曲线末端点的纵坐标标记为周期位移值,将周期位移值与预设周期位移阈值进行数值比较,若周期位移值超过预设周期位移阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点;
若周期位移值未超过预设周期位移阈值,则将组成位移曲线的每段线段与水平线段之间的夹角标记为位移增速值,将监测位点i的所有位移增速值进行求和计算并取均值以得到位移增速平均值;且将超过预设位移增速阈值的位移增速值标记为位移超增值,将位移超增值的数量与位移增速值的数量进行比值计算以得到位移超增比,将位移超增比与位移增速平均值进行数值计算以得到对应监测位点i的位移风险系数;将位移风险系数与预设位移风险系数阈值进行数值比较,若位移风险系数超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为高风险位点,若位移风险系数未超过预设位移风险系数阈值,则将对应监测位点i标记为低风险位点;并生成对应高风险位点的巡查预警信号,将对应巡查高风险信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
8.根据权利要求7所述的一种建筑物位移监测系统,其特征在于,在将对应监测位点i标记为高风险位点或低风险位点后,采集到位移监测周期内对应建筑物的高风险位点数量和低风险位点数量,将高风险位点数量与低风险位点数量进行比值计算以得到高风险位点比,将高风险位点比与预设高风险位点比阈值进行数值比较,若高风险位点比超过预设高风险位点比阈值,则生成对应建筑物的全面风险预警信号;将对应建筑物的全面风险预警信号经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端;
若高风险位点比未超过预设高风险位点比阈值,则以R1为半径画圆并将其标记为检测圆,将检测圆在对应建筑物轮廓上进行移动,并实时采集到位于检测圆所覆盖区域中的高风险位点数量,将对应高风险位点数量标记为风险表现系数;将风险表现系数与预设风险表现系数阈值进行数值比较,若风险表现系数超过预设风险表现系数,则将检测圆所覆盖的对应建筑物区域标记为局部风险区域并生成对应局部风险区域的局部风险预警信号;将对应建筑物的局部风险预警信号以及对应局部风险区域经建筑物监测平台发送至位移管理预警终端。
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