CN113587823B - 一种判断激光位移计测滑坡位移的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地灾监测技术领域，具体涉及一种判断激光位移计测滑坡位移的方法及装置，该判断激光位移计测滑坡位移的方法，包括测量本体和反射板，测量本体上设置有激光位移计，激光位移计能够发射信号到反射板上，其中，判断激光位移计测滑坡位移的方法包括如下步骤：获取测量本体的当前倾斜角度和激光位移计的第一位移变化值；根据测量本体的当前倾斜角度获得测量本体的第二位移变化值；根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计脱靶或激光位移计测滑坡。本申请提供的判断激光位移计测滑坡位移的方法中，通过测量本体的当前倾斜角度和激光位移计的第一位移变化值，可以精准性地判断激光位移计测量的数据，便于校验和修正。

Description

一种判断激光位移计测滑坡位移的方法及装置

技术领域

本发明涉及地灾监测技术领域，具体涉及一种判断激光位移计测滑坡位移的方法及装置。

背景技术

滑坡是一种分布广泛的常见地址灾害，经常造成人员的伤亡和经济的损失。因此，滑坡监测一直是防灾减灾以及为滑坡治理提供依据的重要环节，其中地表位移测量是最主要的监测手段。滑坡的位移变化量是描述滑坡当前状态的一个关键物理量之一，监测滑坡动态位移变化能够分析滑坡稳定性，判定滑坡安全警戒范围，从而有助于评估滑坡发生的可能，及时做好预警准备。

在多种地表位移监测的方法中，较为广泛使用的是GPS全球定位***。GPS通过卫星发射的信号进行空间后方交会测量，确定监测点的三维坐标，通过跟踪三维坐标位置变化，达到监测变形的目的。此方法监测精度可达到毫米级别，可以精确分析滑坡体范围的看见位移规律，但是在高山或复杂地形地区，卫星的信号容易被遮蔽，且受天气影响较大，功率高，能耗大，野外作业必须配备大型蓄电池或是太阳能板。

随着应用技术的发展，采用低能耗，高精度的光学和光电测量仪器，通过测量角度和距离实现滑坡的位移监测。其中激光位移计是近些年来新发展的技术，在滑坡位移监测中，应用激光位移计测量滑坡位移变化能够实现较高的测量精度，并且较低的能耗使其能够适应野外的作业。但是常用的激光位移计通常是单独使用，在野外复杂的地理环境下，容易发生脱靶的问题，导致激光位移计无法输出正确的数据，并且缺乏有效、简单的方法对激光位移计测量的数据进行精准性地判断，所以无法校验和修正。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题之一是：现有的激光位移计无法精准性地判断的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种判断激光位移计测滑坡位移的方法，包括测量本体和反射板，所述测量本体上设置有激光位移计，所述激光位移计能够发射信号到所述反射板上，其中，所述判断激光位移计测滑坡位移的方法包括如下步骤：

获取所述测量本体的当前倾斜角度和所述激光位移计的第一位移变化值；

根据所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值；

根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值包括：

获得所述测量本体的测量点距离地表面的长度；

根据所述长度和所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述长度和所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值包括：

根据所述长度L，所述测量本体的当前倾斜角度θ，通过：S＝L*sinθ获得所述测量本体的第二位移变化值。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值包括：

所述第一位移变化值至少为所述第二位移变化值的两倍。

根据本发明的一个实施例，所述判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取激光位移计测滑坡的位移变化的角度。

根据本发明的一个实施例，所述获取激光位移计测滑坡的位移变化的角度包括：

通过所述第一位移变化值与所述第二位移变化值可以获得激光位移计测滑坡的位移变化的角度。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取所述激光位移计到所述反射板之间的距离；

根据所述激光位移计到所述反射板大于预设距离值，判断所述激光位移计测滑坡，控制报警器报警。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取所述测量本体插设的坡体的当前水分值；

根据所述坡体的当前水分值超过预设水分值，判断所述激光位移计测滑坡，控制报警器报警。

本发明还提供了一种判断激光位移计测滑坡位移的装置，所述判断激光位移计测滑坡位移的装置用于执行上述的判断激光位移计测滑坡位移的方法：其中，所述判断激光位移计测滑坡位移的装置包括：倾角传感器，所述倾角传感器用于获取所述测量本体的当前倾斜角度；控制器，所述控制器用于根据所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值；根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡。

根据本发明的一个实施例，所述倾角传感器设置于所述测量本体上，且所述倾角传感器位于所述测量本体的底部。

本发明的有益效果：本申请提供的判断激光位移计测滑坡位移的方法中，所述测量本体的当前倾斜角度和所述激光位移计的第一位移变化值；根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡。通过测量本体的当前倾斜角度和激光位移计的第一位移变化值，可以精准性地判断激光位移计测量的数据，便于校验和修正。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变的明显和容易理解，其中：

图1是本申请提供的判断激光位移计测滑坡位移的方法的流程图；

图2是本申请提供的判断激光位移计测滑坡位移的装置的侧面结构示意图；

图3是本申请提供的判断激光位移计测滑坡位移的装置的滑动俯视图。

附图标记如：

1、激光位移计，2、反射板，3、测量本体，4、倾角传感器，5、坡体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，本发明提供了一种判断激光位移计1测滑坡位移的方法，包括测量本体3和反射板2，测量本体3上设置有激光位移计1，激光位移计1能够发射信号到反射板2上，其中，判断激光位移计1测滑坡位移的方法包括如下步骤：S1、获取测量本体3的当前倾斜角度和激光位移计1的第一位移变化值；S2、根据测量本体3的当前倾斜角度获得测量本体3的第二位移变化值；S3、根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡。

具体地，激光位移计1测量滑坡位移是通过脉冲方式测量实现的。在滑坡监测点通过激光位移传感器中的发射二极管发射激光脉冲，光脉冲照射至远处的固定靶标反射板2上，经发射板反射后返回激光位移传感器的接收器。记录从激光发射时刻到反射光被接收时刻的时间间隔，根据光在空气中的传输时间计算激光位移监测点和靶标的绝对距离监测滑坡的位移。通常在野外作业条件下，激光位移计1和固定靶标全反射面板之间的距离不超过10米，特定条件下可适当拓展至30米以内。激光位移计1和固定全反射面板法线之间的夹角最大可至70度。

具体地，根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，则可以判断多种情况：一种情况是激光位移计1可能存在脱靶或是判断靶标有移动情况，此种情况下需要核实靶标是否仍固定在原位；另一种则是滑坡点有整体平行滑坡趋势，监测点的设备随着滑坡进行平行移动，从而导致位移上的变化但是倾角并未发生明显的变化，这种情况下要可以相应增加数据监测频率。

根据本发明的一个实施例，根据测量本体3的当前倾斜角度获得测量本体3的第二位移变化值包括：

获得测量本体3的测量点距离地表面的长度；

根据长度和测量本体3的当前倾斜角度获得测量本体3的第二位移变化值。

根据本发明的一个实施例，根据长度和测量本体3的当前倾斜角度获得测量本体3的第二位移变化值包括：

根据长度L，测量本体3的当前倾斜角度θ，通过：S＝L*sinθ获得测量本体3的第二位移变化值。

具体地，当测量本体3的倾角变化向远离反射板2的方向倾斜时，监测倾角变化角度为θ₁,激光位移计1测量的当前测量本体3到反射板2的距离为D₁。已知倾角传感器4距离地表的长度为L，则可以计算当前的第二位移值S₁为：S₁＝L*sinθ₁，而通过激光位移计1测出的第一位移值为：ΔD₁＝D₁-D₀，其中D₀为激光位移计1测量的原始测量本体3到反射板2的距离。当测量本体3的倾角变化向靠近反射板2的方向倾斜时，监测倾角变化角度为θ₂,激光位移计1测量的当前测量本体3到反射板2的距离为D₂，则可以计算当前的第二位移值S₂为：S₂＝L*sinθ₂，而通过激光位移计1测出的第一位移值为：ΔD₂＝D₀-D₂。

鉴于倾角传感器4的精度为千分之五度，当测量本体3为0.5m长时，对应的倾角位移精度约为0.05mm，精度要高于激光位移计1一个数量级。故当监测的倾角变化时，可通过原始位移加上倾角变化位移作为修正后的实际位移值ΔD₁'：ΔD₁'＝D₀+S₁，其中S₁为远离反射板2的方向移动的第二位移变化值。当测量本体3的倾角变化向靠近反射板2的方向倾斜时，可通过原始位移减去倾角变化位移作为修正后的实际位移值ΔD₂'：ΔD₂'＝D₀-S₂，其中S₂为靠近反射板2的方向移动的第二位移变化值

根据本发明的一个实施例，根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值包括：

第一位移变化值至少为第二位移变化值的两倍。

具体地，第一位移变化值大于第二位移变化值相差大于2个数量级及以上，则可以判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡后还包括：

获取激光位移计1测滑坡的位移变化的角度。

具体地，通过对滑坡位移和倾角的监测，获取滑坡位移变化的角度。

根据本发明的一个实施例，获取激光位移计1测滑坡的位移变化的角度包括：

通过第一位移变化值与第二位移变化值可以获得激光位移计1测滑坡的位移变化的角度。

根据本发明的一个实施例，根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡后还包括：

获取激光位移计1到反射板2之间的距离；

根据激光位移计1到反射板2大于预设距离值，判断激光位移计1测滑坡，控制报警器报警。

具体地，激光位移计1到反射板2大于预设距离值，进行预警。

根据本发明的一个实施例，根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡后还包括：

获取测量本体3插设的坡体5的当前水分值；

根据坡体5的当前水分值超过预设水分值，判断激光位移计1测滑坡，控制报警器报警。

具体地，在测量本体3顶端集成激光位移计1，监测滑坡位移动态变化。测量本体3内部包括10cm,20cm,30cm,40cm多层的土壤水分和温度传感器，提供多深度土壤水分和温度监测。倾角传感器4的精度为千分之五度。提供监测点的倾角变化监测数据当土壤水分达到一定程度时，及时发出报警信息。

本发明还提供了一种判断激光位移计1测滑坡位移的装置，判断激光位移计1测滑坡位移的装置用于执行上述的判断激光位移计1测滑坡位移的方法：其中，判断激光位移计1测滑坡位移的装置包括：倾角传感器4，倾角传感器4用于获取测量本体3的当前倾斜角度；控制器，控制器用于根据测量本体3的当前倾斜角度获得测量本体3的第二位移变化值；根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡。

判断激光位移计1测滑坡位移的装置安装时，需要在预埋地开出所需要的深度的孔，将测量本体3放入，并灌上泥浆，等待灌浆泥浆所含水分与其周围水分一样时，即可测量其所要数据。

根据本发明的一个实施例，倾角传感器4设置于测量本体3上，且倾角传感器4位于测量本体3的底部。

具体地，倾角传感器4设置在测量本体3的底部，可以测量不同深度的倾斜角度，当倾斜角度达到一定程度，设备会自动发出地质预警信号，做好先期预警效果。

判断激光位移计1测滑坡位移的装置提高了位移变化监测数据的精度以及准确性。集成激光位移传感器、倾角传感器4和多深度土壤水分传感器，多传感器同时监测滑坡状态，相比于单个传感器，多传感器监测能够更为精准的展示和记录滑坡变化动态。创新联立激光位移数据和倾角计算的位移变化数据进行进一步分析，解读一段时间内所在监测点位置的滑坡变化趋势，有助于预判滑坡可能发生的方向。测量本体3外接太阳能板，为该装置提供电力支持。

综上，本申请提供的判断激光位移计1测滑坡位移的方法中，测量本体3的当前倾斜角度和激光位移计1的第一位移变化值；根据第一位移变化值大于第二位移变化值超过预设值，判断激光位移计1脱靶或激光位移计1测滑坡。通过测量本体3的当前倾斜角度和激光位移计1的第一位移变化值，可以精准性地判断激光位移计1测量的数据，便于校验和修正。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种判断激光位移计测滑坡位移的方法，测量本体上设置有激光位移计，激光位移计能够发射信号到反射板上，其特征在于，所述判断激光位移计测滑坡位移的方法包括如下步骤：

获取测量本体的当前倾斜角度和所述激光位移计的第一位移变化值；

根据测量本体的当前倾斜角度获得测量本体的第二位移变化值，包括：获得测量本体的测量点距离地表面的长度，所述长度L，测量本体的当前倾斜角度，通过：获得测量本体的第二位移变化值；

根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡。

2.根据权利要求1所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法，其特征在于：

所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值包括：

所述第一位移变化值至少为所述第二位移变化值的两倍。

3.根据权利要求1所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法，其特征在于：所述判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取激光位移计测滑坡的位移变化的角度。

4.根据权利要求3所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法，其特征在于：所述获取激光位移计测滑坡的位移变化的角度包括：

通过所述第一位移变化值与所述第二位移变化值可以获得激光位移计测滑坡的位移变化的角度。

5.根据权利要求1所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法，其特征在于：所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取所述激光位移计到反射板之间的距离；

根据所述激光位移计到反射板大于预设距离值，判断所述激光位移计测滑坡，控制报警器报警。

6.根据权利要求1所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法，其特征在于：所述根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡后还包括：

获取所述测量本体插设的坡体的当前水分值；

根据所述坡体的当前水分值超过预设水分值，判断所述激光位移计测滑坡，控制报警器报警。

7.一种判断激光位移计测滑坡位移的装置，所述判断激光位移计测滑坡位移的装置用于执行权利要求1所述的判断激光位移计测滑坡位移的方法：其特征在于，所述判断激光位移计测滑坡位移的装置包括：倾角传感器，所述倾角传感器用于获取所述测量本体的当前倾斜角度；控制器，所述控制器用于根据所述测量本体的当前倾斜角度获得所述测量本体的第二位移变化值；根据所述第一位移变化值大于所述第二位移变化值超过预设值，判断所述激光位移计脱靶或所述激光位移计测滑坡。

8.根据权利要求7所述的判断激光位移计测滑坡位移的装置，其特征在于：所述倾角传感器设置于所述测量本体上，且所述倾角传感器位于所述测量本体的底部。