一种用于野外环境的地质灾害监测预警方法和系统与流程

本技术涉及地灾监测，具体涉及一种用于野外环境的地质灾害监测预警方法和系统。

背景技术：

1、地质灾害，简称地灾，其一般是以地质活力活动或地质环境异常变化为主要成因的自然灾害，其对于人类的生产生活均有十分重大的影响。在地质灾害中，突发性地质灾害(特别是滑坡类灾害)不仅发生时间快，而且还容易直接对附近的人类生命安全造成威胁。

2、目前，在相关技术中，滑坡监测一般包括两大类监测方法，其一是接触类监测，一般包括有设立观测站进行直接监测、采用接触式测量仪器进行观测等，其二是非接触类监测，一般包括通过卫星采集遥感图像进行监测、在滑坡体外设置图像获取装置进行实时监测等。对于接触类监测而言，由于其前期建设成本很高且一般还需要专业的人员进行监测，存在前期投入成本巨大且周期性人员成本也高的问题。对于非接触类监测而言，卫星遥感监测的准确度不高且易受到气象条件的影响。而在滑坡体外设置图像获取装置进行实时监测具有成本低廉、准确度较高且不易受到气象条件的影响的优点。

3、在现有相关技术中，在图像获取装置获取到相关图像(滑坡体本身以及设置在滑坡体上的标靶)之后，需要对其进行图像识别和处理，以获取标靶在一定时间内的位移变化，从而根据该位移变化来判断滑坡体的运动态势。但是，由于滑波体本身将会占据整个图像的很大部分，而判断滑坡体运动态势所需的仅是标靶的位移变化，在图像识别和处理过程中，对于滑坡体本身的识别和处理将会占用大量的算力，这样，就会在一定程度上造成算力的浪费，并且会使得图像识别和处理过程的效率较低。

技术实现思路

1、为了解决相关技术中的技术问题，本技术提供了一种用于野外环境的地质灾害监测预警方法和系统。

2、为了达到上述目的，本技术采用的技术方案包括：

3、根据本技术的第一方面，提供了一种用于野外环境的地质灾害监测预警方法，用于野外环境中的滑坡监测，包括如下步骤：

4、透光率调节，获取目标区域的监测校验图像，识别获取到的监测校验图像中的颜色特征并判断此时的主要外界环境光，调节图像获取装置的透光率以滤除主要外界环境光；

5、图像获取，间隔预设时间获取监测初值图像和监测终值图像；

6、图像处理，对获取到的图像进行边缘标记和特征点标记，以边缘标记为参考标记，对比监测初值图像和监测终值图像中的特征点标记的位移变化，其中，特征点标记为标靶的位置标记；

7、信号输出，当监测初值图像和监测终值图像的边缘标记重合率大于或等于第一阈值时，若图像处理步骤中的位移变化量大于或等于第二阈值且小于或等于第三阈值时则输出第一预警信号，若图像处理步骤中的位移变化量大于或等于第三阈值时则输出第二预警信号。

8、可选地，在所述透光率调节步骤中，识别监测校验图像中的颜色特征具体包括：

9、通过rgb颜色空间获取监测校验图像的主要色彩：通过统计监测校验图像中所有像素点的rgb值，然后计算每种颜色在图片中出现的频率，根据每种颜色出现的频率得到监测校验图像的主要色彩；或者，

10、通过hsv颜色空间获取监测校验图像的主要色彩：逐一判断并标识每个像素点的颜色，然后遍历所有像素，找出所有在特定颜色范围内的像素并标识，根据轮廓列表，确定图像的主要色彩；或者，

11、通过hsl颜色空间获取监测校验图像的主要色彩：分别对监测校验图像的色调、饱和度和亮度三个通道的数值进行分析，其中，对于色调通道而言，获取监测校验图像中主要的色调类型，对于饱和度通道而言，获取监测校验图像中饱和度最高的延伸及其对应的色调，对于亮度通道而言，获取监测校验图像中亮度最高的颜色及其对应的色调和饱和度。

12、可选地，在所述图像处理步骤中，所述边缘标记具体包括：

13、将获取到的图像转换为灰度图像并进行高斯滤波，使用canny边缘检测方法找到图像中的所有边缘，并使用findcontours方法获取封闭的轮廓。

14、可选地，在所述信号输出步骤中，所述第一阈值为98％-100％。

15、可选地，在所述信号输出步骤中，当监测初值图像和监测终值图像的边缘标记重合率小于第一阈值时，重新间隔预设时间获取监测初值图像和监测终值图像。

16、根据本技术的第二方面，提供了一种用于野外环境的地质灾害监测预警系统，包括：

17、图像获取装置，用于获取目标区域的监测图像；

18、透光率调节装置，用于调节图像获取装置的透光率；

19、控制单元，用于对获取的图像进行处理、以及对外输出第一预警信号和第二预警信号。

20、可选地，所述透光率调节装置包括：

21、壳体，所述壳体内形成有容置腔，所述壳体上形成有与所述容置腔相互连通的通光口，所述图像获取装置安装在所述容置腔内；

22、切换结构和多个透光率不同的透光片，所述切换结构安装在所述容置腔内且位于所述图像获取装置和所述通光口之间，所述切换结构包括驱动电机、安装架、转动块和多根安装杆，所述转动块可转动地安装在所述安装架上，多根所述安装杆沿所述转动块的周向间隔设置，且多根所述安装杆的一端均指向所述转动块的转动中心，多根所述安装杆的另一端分别用于安装多个所述透光片，所述透光片设置在所述通光口与所述图像获取装置之间以用于调节图像获取装置的透光率。

23、可选地，所述透光率调节装置还包括分隔板，所述分隔板设置在所述容置腔内，以用于将所述容置腔划分为沿上下方向布置的第一腔体和第二腔体；

24、所述图像获取装置安装在所述分隔板上且位于所述第一腔体内，所述控制单元安装在所述壳体和/或所述分隔板上且位于所述第二腔体内，所述驱动电机安装在所述分隔板上且位于所述第一腔体内，所述驱动电机和所述图像获取装置分别与所述控制单元电连接。

25、根据本技术的第三方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能够实现如本技术第一方面中任一项技术方案所述的用于野外环境的地质灾害监测预警方法的步骤。

26、根据本技术的第四方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时能够实现如本技术第一方面中任一项技术方案所述的用于野外环境的地质灾害监测预警方法的步骤。

27、有益效果：

28、1、通过上述技术方案，第一，在进行监测图像识别和处理之前，先进行透光率调节，这样，就可以使得图像获取装置所获取的图像滤除主要外界环境光(即滑坡体本身或滑坡体上植被的颜色)，有利于节约在图像处理步骤中的算力，并能够在一定程度上提升图像识别和处理的效率。

29、第二，在此实施方式中，在进行透光率调节之后，先通过图像获取步骤获取到目标区域的监测初始图像和监测终值图像，然后通过图像处理步骤，获取图像的边缘标记和特征点标记，以边缘标记为参考，对比特征点标记的位移变化，这样，就可以通过信号输出步骤来对外输出相应的预警信号。

30、第三，在此实施方式中，在监测初值图像和监测终值图像的边缘标记重合率达到一定数值的基础之上，才会进行预警信息的判断，这样，在一方面，通过识别边缘标记的重合率，有利于保证监测初值图像和监测终值图像的相关性和准确性，有利于避免因图像获取出错而导致的误报。在另一方面，通过将位移变化量进行两段式划分，分别对应第一预警信号和第二预警信号，有利于保证预报的有效性和及时性。

31、2、本技术的其他有益效果或优势将在具体实施方式中结合具体结构进行详细描述。