基于数字摄影和图像分析的边坡监测预报研究

摘要

滑坡是我国常见的地质灾害，它可以中断交通、堵塞江河、掩埋村庄、摧毁厂矿，给人民的生命财产造成重大损失。滑坡的监测和预报是成功避让滑坡灾害的重要手段。目前，边坡地表变形监测是滑坡监测中应用最广泛的监测方法，但现有的大地测量法、GPS法和仪表法不同程度上存在仪器昂贵、专业化程度高、监测成本高、内业工作量大等缺点。 数字图像测量是近些年来兴起的变形测量技术，它是采用图像采集设备作为数据来源，在计算机上使用图像分析技术获取目标变形值的测量方法。与传统的变形量测手段相比，该法具有测量迅速、安全、获取信息量大、多点同时测量、数据存储可靠等优点。 针对以上问题，本文提出了采用普通数码相机获取边坡的后缘张拉裂缝图像，然后在计算机上使用数字图像分析技术对边坡位移进行图像测量，从而获取边坡在某一时刻的任意位置的位移值的方法；另一方面，为了方便对大量边坡位移监测数据进行有效管理和分析，建立了边坡异动数据库；最后，为了掌握边坡的未来移动趋势和坡坏时间，在边坡位移监测数据的基础上建立了多种滑坡预测预报模型，能够对未来某时刻的边坡位移值以及边坡失稳时刻做出预报。 本文按照以上研究思路展开以下3个方面的工作：1)边坡位移的图像测量根据边坡图像的特点，在综合比较了多种图像算法的基础上，提出了基于数字摄影和图像分析技术的边坡位移图像测量方法，并使用Matlab平台开发了相应的处理程序，建立了边坡位移图像监测子系统；并将该系统应用于边坡开挖模型试验当中，对系统的适用性进行了验证，分析了边坡在开挖条件下的破坏过程，对图像测量结果的影响因素进行了讨论；2)边坡异动数据库对数据库管理系统进行了系统设计和数据库设计，探讨了开发边坡异动数据库的关键技术，并以此为依托，在边坡开挖试验变形监测数据的基础上，使用MicrosoftAccess建立了边坡图像数据库和边坡异动数据库，并用Delphi开发了数据库应用程序，对边坡监测过程中获得的边坡各个变形阶段的图像数据、位移数据进行集中管理，自动绘制边坡变形时程曲线；3)基于位移参数的滑坡预测预报系统地研究了两种滑坡预测预报模型，使用Matlab开发了相应的预报程序，并将其应用于边坡开挖模型试验及清江库岸茅坪滑坡的变形预测；分析比较了这两种预测模型的精度；研究了建模数据的维数对预测精度的影响。

目录

文摘

英文文摘

郑重声明

第1章绪论

第2章边坡位移的数字图像测量方法研究

第3章边坡异动数据库

第4章基于位移的滑坡预测预报

第5章结论与建议

致谢

参考文献