CN115170952A - 一种水库坝体渗流安全在线自动监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于水利工程技术领域,公开了一种水库坝体渗流安全在线自动监测***,坝体图像采集模块通过摄像头获取坝体状态图像数据,并对坝体状态图像数据进行预处理和深度处理;坝体土壤状态采集模块通过各种传感器对坝体土壤的湿度、形变位移、硬度、坝体裂缝等参数进行检测;中央数据处理模块对整体***数据进行整合处理储存,并对坝体安全性进行评估;移动终端模块实时将坝体整体状态数据传递到工作人员手持设备上,以便及时掌握坝体状态;云服务器模块通过利用大数据处理技术对整体***中的数据进行处理分析,并将处理分析的数据传递到中央数据处理模块。本发明可以为评估坝体整体安全性提供全面可靠的数据,以提高坝体评估结果的准确性。
Description
技术领域
本发明属于水利工程技术领域,尤其涉及一种水库坝体渗流安全在线自动监测***。
背景技术
目前,水库一般为“拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物,可以利用其来灌溉、发电、防洪和养鱼”。它是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的人工湖泊。水库建成后,可起防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养鱼等作用。有时天然湖泊也称为水库。水库规模通常按库容大小划分,分为小型、中型、大型等。水库四周设置有坝体,根据工程实际情况及特点采用双层钢筋网对临时坝体下游坝坡进行防护,采用钢筋石笼结合大块石对临时坝顶进行防护。水库坝体长时间进行蓄水的过程中,需要对水库坝体进行渗水安全监测,因此渗流安全在线自动监测***发挥着关键性的作用。但是现有的水库坝体渗流安全在线自动监测***采集的坝体数据不全面,无法为坝体评价提高可靠的数据,降低了评价结果的准确度。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有的水库坝体渗流安全在线自动监测***采集的坝体数据不全面,无法为坝体评价提高可靠的数据,降低了评价结果的准确度。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种水库坝体渗流安全在线自动监测***。
本发明是这样实现的,一种水库坝体渗流安全在线自动监测***,所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,包括:
坝体图像采集模块,通过摄像头获取坝体状态图像数据,并对坝体状态图像数据进行预处理和深度处理;
坝体土壤状态采集模块,通过各种传感器检测坝体的土壤的湿度、形变位移、硬度、坝体裂缝等参数检测;
中央数据处理模块,对整体***数据进行整合处理储存,并对坝体安全性进行评价;
数据传输模块,基于相对应的无线信号传输设备与移动终端和云服务器进行信息交互;
移动终端,实时将坝体整体状态数据传递到工作人员手持设备上,及时掌握坝体状态;
云服务器,通过利用大数据处理技术对整体***中的数据进行处理分析,并将处理分析的数据传递到中央数据处理模块。
进一步,所述坝体图像采集模块预处理过程为:
对坝体图像进行去噪增强,进行几何精度校正与图像配准;
确定坝体低分辨率和高分辨率图像,并生成高分辨率多光谱影像遥感的图像;
将多幅坝体图像进行图像镶嵌与裁剪,以获取覆盖区域较大的图像。
进一步,所述对坝体图像进行去噪增强的具体过程为:
识别图像中含有噪声的图像块,对图像块进行逐块估计;对所有图像块进行分类,并将相似块集成一个三维数组;
对三维数组进行三维变换,通过对变换域的系数进行硬阈值处理减弱噪声,逆变换得到组中所有图像块的估计值,并把这些估计值返回到它们的原始位置;对所有重叠的块进行估计,通过加权平均方法获得真实图像的基础估计;
对基础估计值进行最终估计,对图像块进行逐块估计分组;
对形成的两个三维数组均进行三维变换,以基础估计图像中的能量谱作为能量谱对含噪三维数组进行维纳滤波,逆变换得到组中所有图像块的估计,然后把这些估计值返回到它们的原始位置;
对得到的有重叠的局部块进行估计,通过加权平均方法得到真实图像的最终估计值。
进一步,所述坝体图像几何精度校正具体过程为:
根据去噪增强的图像,建立固定坐标系下的LOS,将LOS投影到大地坐标系级的地图平面;
建立输入平面到输出平面之间的相互转换关系,寻找输出平面点在输入平面中的对应关系,同时在整个输出平面内执行重采样。
进一步,所述坝体图像配准具体过程为:
对两幅图像进行特征提取得到特征点,并通过进行相似性度量找到匹配的特征图像配准相关点对;
通过匹配的特征点对得到图像空间坐标变换参数,由坐标变换参数进行图像配准。
进一步,所述多幅坝体图像进行图像镶嵌具体过程为:
对坝体图像进行数据加载,通过直方图匹配进行均色处理;
均色处理完成后,进行接边线与羽化,选择镶嵌结果的输出路径,输出相应的结果。
进一步,所述中央数据处理模块对整体***数据进行整合具体过程为:
对采集模块采集的数据,建立对应的数据集;对数据集中的数据进行提取原始信息的充分表示量或充分统计量;
按特征信息对多源数据进行分类、聚集和综合,产生特征矢量,并对特征矢量进行说明注释。
进一步,所述中央数据处理模块对坝体安全性进行评价,具体过程为:
利用坝体相关的安全参数指标,建立坝体指标集;将云服务器对坝体的评价,作为评价集;
构建坝体指标集与评价集之间的函数关系,计算各评价指标所隶属度,建立相应的矩阵,确定各评价指标权重;
对模糊矩阵与权重进行模糊运算并进行归一化处理,得到坝体整体综合评价结果。
本发明另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施所述的水库坝体渗流安全在线自动监测***。
本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行所述的水库坝体渗流安全在线自动监测***。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明通过采集坝体图像数据和坝体土壤状态数据,可以为评价坝体的整体安全性提供全面可靠的数据,以提高坝体评价的准确度。本发明中央数据处理模块对整体***数据进行整合处理储存,提高数据空间信息的准确性,实现动态变化监测,便于创造可相互兼容的数据集以进行对比分析;增强数据特征,对易丢失的数据进行凸现和增强,提高数据分类识别精度,实现信息互补。同时本发明中云服务器模块通过利用大数据处理技术对整体***中的数据进行处理分析,提高数据处理的准确度以及效率,有利于坝体安全性的评价。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的水库坝体渗流安全在线自动监测***结构示意图。
图2是本发明实施例提供的坝体图像采集模块预处理方法流程图。
图3是本发明实施例提供的坝体图像几何精校正方法流程图。
图4是本发明实施例提供的坝体图像配准方法流程图。
图5是本发明实施例提供的多幅坝体图像进行图像镶嵌方法流程图。
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地详细说明。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。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种水库坝体渗流安全在线自动监测***,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的水库坝体渗流安全在线自动监测***包括:
坝体图像采集模块1,通过摄像头获取坝体状态图像数据,并对坝体状态图像数据进行预处理和深度处理。
坝体土壤状态采集模块2,通过各种传感器检测坝体的土壤的湿度、形变位移、硬度、坝体裂缝等参数检测。
中央数据处理模块3,对整体***数据进行整合处理储存,并对坝体安全性进行评价。
数据传输模块4,基于相对应的无线信号传输设备与移动终端和云服务器进行信息交互。
移动终端5,实时将坝体整体状态数据传递到工作人员手持设备上,以便及时掌握坝体状态。
云服务器6,通过利用大数据处理技术对整体***中的数据进行处理分析,并将处理分析的数据传递到中央数据处理模块。
如图2所示,本发明实施例提供的坝体图像采集模块1预处理过程为:
S101:对坝体图像进行去噪增强,进行几何精度校正与图像配准;
S102:确定坝体低分辨率和高分辨率图像,生成高分辨率多光谱影像遥感的图像;
S103:将多幅坝体图像进行图像镶嵌与裁剪,以获取覆盖区域较大的图像。
所述对坝体图像进行去噪增强的具体过程为:
识别图像中含有噪声的图像块,对图像块进行逐块估计;对所有图像块进行分类,并将相似块集成一个三维数组;
对三维数组进行三维变换,通过对变换域的系数进行硬阈值处理减弱噪声,逆变换得到组中所有图像块的估计值,并把这些估计值返回到它们的原始位置;对所有重叠的块进行估计,通过加权平均方法得到真实图像的基础估计值;
对基础估计进行最终估计,对图像块进行逐块估计分组;
对形成的两个三维数组均进行三维变换,以基础估计图像中的能量谱作为能量谱对含噪三维数组进行维纳滤波,逆变换得到组中所有图像块的估计,然后把这些估计值返回到它们的原始位置;
对得到的有重叠的局部块进行估计,通过加权平均方法得到真实图像的最终估计值。
如图3所示,所述坝体图像几何精度校正具体过程为:
S201:根据去噪增强的图像,建立固定坐标系下的LOS,将LOS投影到大地坐标系级的地图平面;
S202:建立输入平面到输出平面之间的相互转换关系,寻找输出平面点在输入平面中的对应关系,同时在整个输出平面内执行重采样。
如图4所示,所述坝体图像配准具体过程为:
S301:对两幅图像进行特征提取得到特征点,并通过进行相似性度量找到匹配的特征图像配准相关点对;
S302:通过匹配的特征点对得到图像空间坐标变换参数,由坐标变换参数进行图像配准。
如图5所示,所述多幅坝体图像进行图像镶嵌具体过程为:
S401:对坝体图像进行数据加载,通过直方图匹配进行均色处理;
S402:均色处理完成后,进行接边线与羽化,选择镶嵌结果的输出路径,输出相应的结果。
本发明实施例提供的中央数据处理模块3对整体***数据进行整合具体过程为:
对采集模块采集的数据,建立对应的数据集;对数据集中的数据进行提取原始信息的充分表示量或充分统计量;
按特征信息对多源数据进行分类、聚集和综合,产生特征矢量,并对特征矢量进行说明注释。
所述中央数据处理模块3对坝体安全性进行评价,具体过程为:
利用坝体相关的安全参数指标,建立坝体指标集;将云服务器对坝体的评价,作为评价集;
构建坝体指标集与评价集之间的函数关系,计算各评价指标所隶属度,建立相应的矩阵,确定各评价指标权重;
对模糊矩阵与权重进行模糊运算并进行归一化处理,得到坝体整体综合评价结果。
以上所述,仅为本发明一种具体的实施方式,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)
1.一种水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,包括:
坝体图像采集模块,通过摄像头获取坝体状态图像数据,并对坝体状态图像数据进行预处理和深度处理;
坝体土壤状态采集模块,通过各种传感器对坝体土壤的湿度、形变位移、硬度、坝体裂缝等参数进行检测;
中央数据处理模块,对整体***数据进行整合处理储存,并对坝体安全性进行评估;
数据传输模块,基于相对应的无线信号传输设备与移动终端和云服务器进行信息交互;
移动终端,实时将坝体整体状态数据传递到工作人员手持设备上,以便及时掌握坝体状态;
云服务器,通过利用大数据处理技术对整体***中的数据进行处理分析,并将处理分析的数据传递到中央数据处理模块。
2.如权利要求1所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述坝体图像采集模块预处理过程为:
对坝体图像进行去噪增强,进行几何精度校正与图像配准;
确定坝体低分辨率和高分辨率图像,并生成高分辨率多光谱影像遥感的图像;
将多幅坝体图像进行图像镶嵌与裁剪,以获取覆盖区域较大的图像。
3.如权利要求2所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述对坝体图像进行去噪增强的具体过程为:
识别图像中含有噪声的图像块,对图像块进行逐块估计;对所有图像块进行分类,并将相似块集成一个三维数组;
对三维数组进行三维变换,通过对变换域的系数进行硬阈值处理减弱噪声,逆变换得到组中所有图像块的估计值,并把这些估计值返回到它们的原始位置;对所有重叠的块进行估计,通过加权平均方法获得真实图像的基础估计;
对基础估计值进行最终估计,对图像块进行逐块估计分组;
对形成的两个三维数组均进行三维变换,以基础估计图像中的能量谱作为能量谱对含噪三维数组进行维纳滤波,逆变换得到组中所有图像块的估计,然后把这些估计值返回到它们的原始位置;
对得到的有重叠的局部块进行估计,通过加权平均方法得到真实图像的最终估计值。
4.如权利要求2所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述坝体图像几何精度校正具体过程为:
根据去噪增强的图像,建立固定坐标系下的LOS,将LOS投影到大地坐标系级的地图平面;
建立输入平面到输出平面之间的相互转换关系,寻找输出平面点在输入平面中的对应关系,同时在整个输出平面内执行重采样。
5.如权利要求2所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述坝体图像配准具体过程为:
对两幅图像进行特征提取得到特征点,并通过进行相似性度量找到匹配的特征图像配准相关点对;
通过匹配的特征点对得到图像空间坐标变换参数,由坐标变换参数进行图像配准。
6.如权利要求2所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述多幅坝体图像进行图像镶嵌具体过程为:
对坝体图像进行数据加载,通过直方图匹配进行均色处理;
均色处理完成后,进行接边线与羽化,选择镶嵌结果的输出路径,输出相应的结果。
7.如权利要求1所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述中央数据处理模块对整体***数据进行整合具体过程为:
对采集模块采集的数据,建立对应的数据集;对数据集中的数据进行提取原始信息的充分表示量或充分统计量;
按特征信息对多源数据进行分类、聚集和综合,产生特征矢量,并对特征矢量进行说明注释。
8.如权利要求1所述水库坝体渗流安全在线自动监测***,其特征在于,所述中央数据处理模块对坝体安全性进行评价,具体过程为:
利用坝体相关的安全参数指标,建立坝体指标集;将云服务器对坝体的评价,作为评价集;
构建坝体指标集与评价集之间的函数关系,计算各评价指标所隶属度,建立相应的矩阵,确定各评价指标权重;
对模糊矩阵与权重进行模糊运算并进行归一化处理,得到坝体整体综合评价结果。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品,包括计算机可读程序,供于电子装置上执行时,提供用户输入接口以实施如权利要求1~8任意一项所述的水库坝体渗流安全在线自动监测***。
10.一种计算机可读存储介质,储存有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1~8任意一项所述的水库坝体渗流安全在线自动监测***。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117789434A (zh) * | 2023-06-05 | 2024-03-29 | 黄河水利职业技术学院 | 一种水利工程渗流智能监测***及监测方法 |
CN117809172A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-04-02 | 北京师范大学 | 一种基于遥感图片的大坝识别方法及装置 |
-
2022
- 2022-06-24 CN CN202210722045.4A patent/CN115170952A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117789434A (zh) * | 2023-06-05 | 2024-03-29 | 黄河水利职业技术学院 | 一种水利工程渗流智能监测***及监测方法 |
CN117809172A (zh) * | 2023-11-20 | 2024-04-02 | 北京师范大学 | 一种基于遥感图片的大坝识别方法及装置 |
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