一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统的制作方法

1.本发明属于边坡监测技术领域，涉及一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统。

背景技术：

2.边坡失稳是一项极其复杂、高度不确定且动态变化的系统问题，随着交通网络的延伸，这一问题在铁路、公路等基础设施建设过程中日益凸显。目前，构建边坡监测体系是感知边坡状态，进行边坡失稳风险评估和灾变预警的主要途径，也是采取合理应对措施的前提。
3.随着基础科学与应用技术的进步，边坡监测技术日新月异，呈现出“数字化”“自动化”“集成化”等新特点。在此背景下，构建智能化边坡监测体系既是大型、重点工程安全所需，也契合交通行业整体发展方向。
4.公路边坡是在路基两侧筑成的具有一定坡度的斜面，对路基稳定和防水、排水具有重要作用。由于应力状态、湿度状况变化，边坡在运营期内可能会产生不同程度的变形，并在一定条件下失稳，引发破坏性较强的滑坡、崩塌等灾害。
5.边坡失稳产生机制复杂，影响因素众多，发展规律多变，难以通过统一数学模型对其进行准确描述和预估。此外，边坡失稳亦受到边坡岩土体材料特性和所处水文、地质、环境因素的影响，导致其发生时间、地点、强度和影响范围具有不确定性，难以在设计时精准预测。在这一背景下，边坡监测应运而生。
6.传统边坡监测主要依靠实地勘察进行，借助全站仪等测量设备，掌握边坡表面状况及位移变形，结合周围环境变化，合理评价边坡稳定状况。监测对象主要包括位移、土体内部应力、地下水位和外部诱发因素，监测手段主要有传统人工监测、原位监测和远程监测。
7.因此，亟需一种多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系。
8.经检索，如中国专利文献公开了高速公路边坡压力检测和预警装置【申请号：cn201510730891.0；公开号：cn105387963b】。这种装置包括压力数据采集模块、存储模块、控制模块、评估预警模块以及通信模块，其中控制模块作为核心模块用于控制压力数据采集模块、存储模块、评估预警模块、通信模块的运行，评估预警模块对存储模块内存储的数据进行处理和分析，界定出压力等级以及判断是否需要进行危险预警，通信模块响应于评估预警模块的危险预警信号而发送预警信息。
9.虽然该装置可对高速公路边坡周边压力信息的采集，通过对比分析压力的变化，对高速公路边坡周边进行预警。但是监测手段单一、智能维度低，难以通过统一数学模型对其进行准确描述和预估。
10.基于此，我们提出一种的公路边坡用天空地一体化智能监测系统，通过天监测模块、空监测模块和地监测模块配合，形成多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系，形态全、多维度的连续、实时监测、智能化程度高，大数据分析，进行参数反演，为边坡状
态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑。

技术实现要素：

11.本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，该发明要解决的技术问题是：如何实现多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系，对公路边坡进行形态全、多维度的连续、实时监测、智能化程度高，大数据分析，进行参数反演，形成边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算。
12.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
13.一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，本公路边坡用天空地一体化智能监测系统，包括若干无线信号发射塔、与无线信号发射塔通过无线通讯连接的防火墙、与防火墙通过无线通讯连接的数据处理中心、与数据处理中心通过无线通讯连接的监控中心，所述无线信号发射塔通过无线通讯连接有天监测模块、空监测模块和地监测模块，天监测模块包括点监测、面监测和视觉监测，空监测模块包括三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测，地监测模块包括位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构。
14.本发明的工作原理：在公路边坡上挖出若干基坑，将若干监测机构的一半置于基坑内部，天监测模块通过点监测、面监测和视觉监测配合，空监测模块通过三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测配合，地监测模块通过位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构配合，将监测的边坡信息，及时将信息发送至无线信号发射塔，无线信号发射塔将信息通过防火墙发送至数据处理中心，数据处理中心进行合理评价边坡施工及运营期边坡的稳定程度，跟踪和控制施工进程，对原有设计和施工组织的改进提供最直接的依据，对可能出现的险情及时提供报警值，做到信息化施工和动态设计；为预防可能出现的滑坡及滑动、变形提供技术支撑，预测和预报边坡位移、变形的发展趋势，对边坡岩土体的时效特性进行相关研究；对已发生滑动破坏或加固处理后的边坡，检验其失稳风险评估及治理措施和处治效果；基于大量监测数据，应用边坡结构模型进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑；然后将大数据反馈至监控中心，即按照危险级别进行状态预警和信息发布。
15.所述点监测包括全球导航卫星系统，全球导航卫星系统为美国的gps系统、欧盟的galileo系统、俄罗斯的glonass系统以及中国的北斗卫星导航bds系统之一或任意几种组合形成，卫星全天候在线监测，将监测数据实时传输到数据处理中心实现数据自动化传输、管理和分析处理，处理，大大减轻人工现场监测的工作量。全球导航卫星系统监测数据质量较高，有益于实现边坡临滑预报。
16.所述面监测包括合成孔径雷，合成孔径雷达二次观测中雷达波相位差与空间距离之间的关系，提取区域地表三维变形信息。
17.所述视觉监测包括高分辨率遥感卫星，高分辨率遥感卫星定时遥感监测边坡图片信息。
18.所述三维激光扫描测量包括三维激光扫描仪，扫描仪对目标整体或局部进行完整的三维坐标数据测量，得到完整、全面、连续、关联的全景点坐标数据，三维激光扫描仪对边坡工程进行监测，扫描得到的数据拼接、坐标转换、消噪后生成模型。
19.所述点—线—面覆盖监测包括若干相互配合的光纤传感器，若干相互配合的光纤
传感器形成光纤布设和组网，公路边坡“点—线—面”全覆盖监测信息，具备变形协调性，尽可能保证测试光纤和边坡良好接触、协同变形，才能获得真实有效的监测。
20.所述数字化近景摄影测量包括计算机、数字化技术单元和数码相机，数字化近景摄影测量采用虚拟照片法和摄影法进行边坡监测,具备非接触遥感式观测的特点，能够测量整个视野内边坡上所有观测点的运动情况，可应用于边坡形态机理、边坡边界演化过程、边坡空间发育和边坡变形监测方面。
21.所述位移监测包括全站仪、位移计、gps定位器和测斜仪，水利监测包括水位计、孔隙水压计、渗压计和湿度传感器，环境因素监测包括雨量计、蒸发仪和测振仪。
22.采用以上结构，位移监测用于监测表面绝对位移、地面相对位移和深部位移等信息，即监测空间坐标、位移变化、各点间位移变化、深部滑体位移及滑移面分布等信息，水利监测用以监测地下水、地表水、土体湿度等信息，环境因素监测用于监测降雨、震动等气象因素和地震震动因素等。
23.所述监测机构包括主杆，主杆的上部设有安装架组件，安装架组件的上设有两个太阳能转换球，主杆的上端设有两个固定架，两个固定架上设有避雷针，主杆的内部设有蓄电池和主控板，主杆的内部设有十个分区，由上向下依次为第一分区至第十分区，第一分区至第十分区内部均设有湿度传感器，第一分区内部设有雨量计，第二分区和第九分区内部设有位移计，第三分区和第七分区内部设有gps定位器，第五分区内部可拆卸地设有若干渗压计，第六分区内部设有测斜仪，第十分区内部设有测振仪。
24.采用以上结构，在公路边坡上挖出若干基坑，将若干监测机构的主杆的一半置于基坑内部，将渗压计取出，插入公路边坡内部，渗压计用于监测空隙压力，太阳能转换球用于将太阳能转化为电能，储存在蓄电池，供给个电气元件，避雷针用于避雷，湿度传感器监测空气湿度以及不同边坡深度的湿度，反馈渗水信息，雨量计用于监测下雨量，位移计用于监测相对位移变化，gps定位器用于定位，发生泥石流等情况时，回收在利用监测机构，测斜仪监测主杆的倾斜度，测振仪用于监测(地震震动)振动信息，通过以上信息汇总分析，可得到比较准确信息，再与其他设备配合，得到完整的地监测模块监测信息，可进行前期预防，后期监测数据，应用边坡结构模型进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑。
25.所述主杆呈上小下大的圆台体，主杆上设有十个门框和十组监测孔，门框和一组监测孔均与十个分区对应设置，门框上铰接有密封门，雨量计、渗压计和湿度传感器均由监测孔伸出主杆。
26.采用以上结构，主杆呈上小下大的圆台体安装稳定，门框与密封门配合，便于安装各电气元件，监测孔便于与监测设备配合，进行安装监测。
27.所述安装架组件包括横架和绑定架，横架上设有绑定箍，绑定箍卡合在主杆上部，绑定架固定在主杆上部，绑定架上设有固定座，固定座和横架之间设有两个对称的斜撑杆，横架的两端上部均设有螺杆。
28.采用以上结构，绑定箍卡合在主杆上部，绑定架固定在主杆上部，稳定安装安装架组件，斜撑杆使得横架更加稳定，螺杆用于安装太阳能转换球。
29.所述太阳能转换球包括连接杆，连接杆螺接在对应的螺杆上，连接杆上端设有基座，基座内部设有光电转换器，光电转换器与主控板电性连接，基座上部设有上光伏板和若
干圆周均布的侧光伏板，基座上设有钢化玻璃球罩，上光伏板和侧光伏板位于钢化玻璃球罩内侧。
30.采用以上结构，阳光透过钢化玻璃球罩照射在上光伏板和侧光伏板，进行光电反应，透过光电转换器将太阳能转化为电能，当监测机构倾倒时，钢化玻璃球罩可有效保护光伏板和侧光伏板。
31.所述固定架包括两个半圆箍，两个半圆箍之间设有两个连接螺栓副，半圆箍上设有安装孔，避雷针设置在两个固定架的安装孔内部。
32.采用以上结构，透过两个半圆箍与连接螺栓副配合，快速安装在主杆上，避雷针设置在两个固定架的安装孔内部；用于避雷，有效保护各电气设备。
33.所述雨量计包括进雨斗和过滤器，进雨斗固定在主杆的外侧，过滤器固定在第一分区内部，进雨斗和过滤器之间设有软管，软管由第一分区处的监测孔伸出，过滤器下端设有计量器，计量器侧部电性连接有连接头，连接头与主控板电性连接，计量器的下端连接有储存筒，储存筒的下端设有排液管，排液管的末端从第二分区处的监测孔伸出。
34.采用以上结构，雨水通过进雨斗，经由软管进入过滤器进行过滤，得到干净的雨水，干净的雨水进入计量器进行计量，计量的信息，经由连接头传递至主控板，进行信息收集处理，雨水计量后，进行储存筒，最后从排液管的末端排出主杆。
35.与现有技术相比，本公路边坡用天空地一体化智能监测系统具有以下优点：
36.通过天监测模块、空监测模块和地监测模块配合，形成多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系，形态全、多维度的连续、实时监测、智能化程度高，大数据分析，进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑；
37.天监测模块通过点监测、面监测和视觉监测配合，全天候在线监测，可实现边坡临滑预报，快速提取区域地表三维变形信息，定时及时遥感监测边坡图片信息；
38.空监测模块通过三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测配合，可得到的数据拼接、坐标转换、消噪后生成模型，全覆盖监测信息，获得真实有效的监测可应用于边坡形态机理、边坡边界演化过程、边坡空间发育和边坡变形监测方面；
39.地监测模块通过位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构配合，可有效监测监测空间坐标、位移变化、各点间位移变化、深部滑体位移及滑移面分布等信息，监测地下水、地表水、土体湿度等信息，监测降雨、震动等气象因素和地震震动因素等；
40.监测机构为集成式设备，通过主杆与湿度传感器、雨量计、位移计、gps定位器、渗压计、测斜仪以及测振仪，完成大部分地监测模块的监测工作，且可重复利用，效果好，成本低；通过主杆、安装架组件和太阳能转换球，有效将太阳能转化为电能，使用方便，使用寿命长；通过固定架和避雷针，可有效避雷，有效保护各电气设备，适用范围广。
附图说明
41.图1是本发明的监测系统框图。
42.图2是本发明中天监测模块的原理框图。
43.图3是本发明中空监测模块的原理框图。
44.图4是本发明中地监测模块的原理框图。
45.图5是本发明中地监测模块的监测机构的正视结构示意图。
46.图6是本发明中地监测模块的监测机构的立体结构示意图。
47.图7是本发明中地监测模块的监测机构的剖开结构示意图。
48.图8是本发明中地监测模块的部分部件的正视结构示意图。
49.图9是本发明中太阳能转换球的立体结构示意图
50.图10是本发明中雨量检测器的正视结构示意图
51.图中，1、主杆；2、安装架组件；3、太阳能转换球；4、固定架；5、避雷针；6、雨量计；7、密封门；8、渗压计；9、测振仪； 10、湿度传感器；11、位移计；12、gps定位器；13、测斜仪；14、门框；15、监测孔；16、绑定架；17、斜撑杆；18、绑定箍；19、横架；20、螺杆；21、半圆箍；22、连接螺栓副；23、安装孔；24、固定座；25、连接杆；26、基座；27、光电转换器；28、钢化玻璃球罩；29、上光伏板；30、侧光伏板；31、进雨斗；32、连接头； 33、过滤器；34、计量器；35、储存筒；36、排液管。
具体实施方式
52.以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
53.如图1图10所示，本公路边坡用天空地一体化智能监测系统，包括若干无线信号发射塔、与无线信号发射塔通过无线通讯连接的防火墙、与防火墙通过无线通讯连接的数据处理中心、与数据处理中心通过无线通讯连接的监控中心，所述无线信号发射塔通过无线通讯连接有天监测模块、空监测模块和地监测模块，天监测模块包括点监测、面监测和视觉监测，空监测模块包括三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测，地监测模块包括位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构；
54.在公路边坡上挖出若干基坑，将若干监测机构的一半置于基坑内部，天监测模块通过点监测、面监测和视觉监测配合，空监测模块通过三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测配合，地监测模块通过位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构配合，将监测的边坡信息，及时将信息发送至无线信号发射塔，无线信号发射塔将信息通过防火墙发送至数据处理中心，数据处理中心进行合理评价边坡施工及运营期边坡的稳定程度，跟踪和控制施工进程，对原有设计和施工组织的改进提供最直接的依据，对可能出现的险情及时提供报警值，做到信息化施工和动态设计；为预防可能出现的滑坡及滑动、变形提供技术支撑，预测和预报边坡位移、变形的发展趋势，对边坡岩土体的时效特性进行相关研究；对已发生滑动破坏或加固处理后的边坡，检验其失稳风险评估及治理措施和处治效果；基于大量监测数据，应用边坡结构模型进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑；然后将大数据反馈至监控中心，即按照危险级别进行状态预警和信息发布。
55.点监测包括全球导航卫星系统，全球导航卫星系统为美国的 gps系统、欧盟的galileo系统、俄罗斯的glonass系统以及中国的北斗卫星导航bds系统之一或任意几种组合形成，卫星全天候在线监测，将监测数据实时传输到数据处理中心实现数据自动化传输、管理和分析处理，处理，大大减轻人工现场监测的工作量。全球导航卫星系统监测数据质量较高，有益于实现边坡临滑预报。
56.面监测包括合成孔径雷，合成孔径雷达二次观测中雷达波相位差与空间距离之间
的关系，提取区域地表三维变形信息。
57.视觉监测包括高分辨率遥感卫星，高分辨率遥感卫星定时遥感监测边坡图片信息。
58.三维激光扫描测量包括三维激光扫描仪，扫描仪对目标整体或局部进行完整的三维坐标数据测量，得到完整、全面、连续、关联的全景点坐标数据，三维激光扫描仪对边坡工程进行监测，扫描得到的数据拼接、坐标转换、消噪后生成模型。
59.点—线—面覆盖监测包括若干相互配合的光纤传感器，若干相互配合的光纤传感器形成光纤布设和组网，公路边坡“点—线—面”全覆盖监测信息，具备变形协调性，尽可能保证测试光纤和边坡良好接触、协同变形，才能获得真实有效的监测。
60.数字化近景摄影测量包括计算机、数字化技术单元和数码相机，数字化近景摄影测量采用虚拟照片法和摄影法进行边坡监测, 具备非接触遥感式观测的特点，能够测量整个视野内边坡上所有观测点的运动情况，可应用于边坡形态机理、边坡边界演化过程、边坡空间发育和边坡变形监测方面。
61.位移监测包括全站仪、位移计、gps定位器和测斜仪，水利监测包括水位计、孔隙水压计、渗压计和湿度传感器，环境因素监测包括雨量计、蒸发仪和测振仪；
62.位移监测用于监测表面绝对位移、地面相对位移和深部位移等信息，即监测空间坐标、位移变化、各点间位移变化、深部滑体位移及滑移面分布等信息，水利监测用以监测地下水、地表水、土体湿度等信息，环境因素监测用于监测降雨、震动等气象因素和地震震动因素等。
63.监测机构包括主杆1，主杆1的上部设有安装架组件2，安装架组件2的上设有两个太阳能转换球3，主杆1的上端设有两个固定架4，两个固定架4上设有避雷针5，主杆1的内部设有蓄电池和主控板，主杆1的内部设有十个分区，由上向下依次为第一分区至第十分区，第一分区至第十分区内部均设有湿度传感器 10，第一分区内部设有雨量计6，第二分区和第九分区内部设有位移计11，第三分区和第七分区内部设有gps定位器12，第五分区内部可拆卸地设有若干渗压计8，第六分区内部设有测斜仪13，第十分区内部设有测振仪9；
64.在公路边坡上挖出若干基坑，将若干监测机构的主杆1的一半置于基坑内部，将渗压计8取出，插入公路边坡内部，渗压计 8用于监测空隙压力，太阳能转换球3用于将太阳能转化为电能，储存在蓄电池，供给个电气元件，避雷针5用于避雷，湿度传感器10监测空气湿度以及不同边坡深度的湿度，反馈渗水信息，雨量计6用于监测下雨量，位移计11用于监测相对位移变化，gps 定位器12用于定位，发生泥石流等情况时，回收在利用监测机构，测斜仪13监测主杆1的倾斜度，测振仪9用于监测(地震震动) 振动信息，通过以上信息汇总分析，可得到比较准确信息，再与其他设备配合，得到完整的地监测模块监测信息，可进行前期预防，后期监测数据，应用边坡结构模型进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑。
65.主杆1呈上小下大的圆台体，主杆1上设有十个门框14和十组监测孔15，门框14和一组监测孔15均与十个分区对应设置，门框14上铰接有密封门7，雨量计6、渗压计8和湿度传感器10 均由监测孔15伸出主杆1；
66.主杆1呈上小下大的圆台体安装稳定，门框14与密封门7 配合，便于安装各电气元件，监测孔15便于与监测设备配合，进行安装监测。
67.安装架组件2包括横架19和绑定架16，横架19上设有绑定箍18，绑定箍18卡合在主杆1上部，绑定架16固定在主杆1上部，绑定架16上设有固定座24，固定座24和横架19之间设有两个对称的斜撑杆17，横架19的两端上部均设有螺杆20；
68.绑定箍18卡合在主杆1上部，绑定架16固定在主杆1上部，稳定安装安装架组件2，斜撑杆17使得横架19更加稳定，螺杆 20用于安装太阳能转换球3；
69.太阳能转换球3包括连接杆25，连接杆25螺接在对应的螺杆20上，连接杆25上端设有基座26，基座26内部设有光电转换器27，光电转换器27与主控板电性连接，基座26上部设有上光伏板29和若干圆周均布的侧光伏板30，基座26上设有钢化玻璃球罩28，上光伏板29和侧光伏板30位于钢化玻璃球罩28内侧；
70.阳光透过钢化玻璃球罩2照射在上光伏板29和侧光伏板30，进行光电反应，透过光电转换器27将太阳能转化为电能，当监测机构倾倒时，钢化玻璃球罩28可有效保护光伏板29和侧光伏板 30。
71.固定架4包括两个半圆箍21，两个半圆箍21之间设有两个连接螺栓副22，半圆箍21上设有安装孔23，避雷针5设置在两个固定架4的安装孔23内部；
72.透过两个半圆箍21与连接螺栓副22配合，快速安装在主杆 1上，避雷针5设置在两个固定架4的安装孔23内部；用于避雷，有效保护各电气设备。
73.雨量计6包括进雨斗31和过滤器33，进雨斗31固定在主杆 1的外侧，过滤器33固定在第一分区内部，进雨斗31和过滤器33之间设有软管，软管由第一分区处的监测孔15伸出，过滤器33下端设有计量器34，计量器34侧部电性连接有连接头32，连接头32与主控板电性连接，计量器34的下端连接有储存筒35，储存筒35的下端设有排液管36，排液管36的末端从第二分区处的监测孔15伸出。
74.雨水通过进雨斗31，经由软管进入过滤器33进行过滤，得到干净的雨水，干净的雨水进入计量器34进行计量，计量的信息，经由连接头32传递至主控板，进行信息收集处理，雨水计量后，进行储存筒35，最后从排液管36的末端排出主杆1。
75.综上，通过天监测模块、空监测模块和地监测模块配合，形成多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系，形态全、多维度的连续、实时监测、智能化程度高，大数据分析，进行参数反演，为边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算提供数据支撑；
76.天监测模块通过点监测、面监测和视觉监测配合，全天候在线监测，可实现边坡临滑预报，快速提取区域地表三维变形信息，定时及时遥感监测边坡图片信息；
77.空监测模块通过三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测配合，可得到的数据拼接、坐标转换、消噪后生成模型，全覆盖监测信息，获得真实有效的监测可应用于边坡形态机理、边坡边界演化过程、边坡空间发育和边坡变形监测方面；
78.地监测模块通过位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构配合，可有效监测监测空间坐标、位移变化、各点间位移变化、深部滑体位移及滑移面分布等信息，监测地下水、地表水、土体湿度等信息，监测降雨、震动等气象因素和地震震动因素等；
79.监测机构为集成式设备，通过主杆1与湿度传感器10、雨量计6、位移计11、gps定位器12、渗压计8、测斜仪13以及测振仪9，完成大部分地监测模块的监测工作，且可重复利用，效果好，成本低；通过主杆1、安装架组件2和太阳能转换球3，有效将太阳能转化为电能，使用方便，使用寿命长；通过固定架4和避雷针5，可有效避雷，有效保护各电气设备，适用范围
广。
80.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：

1.一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，包括若干无线信号发射塔、与无线信号发射塔通过无线通讯连接的防火墙、与防火墙通过无线通讯连接的数据处理中心、与数据处理中心通过无线通讯连接的监控中心，其特征在于，所述无线信号发射塔通过无线通讯连接有天监测模块、空监测模块和地监测模块，天监测模块包括点监测、面监测和视觉监测，空监测模块包括三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测，地监测模块包括位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构。2.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述点监测包括全球导航卫星系统，全球导航卫星系统为美国的gps系统、欧盟的galileo系统、俄罗斯的glonass系统以及中国的北斗卫星导航bds系统之一或任意几种组合形成，卫星全天候在线监测，将监测数据实时传输到数据处理中心实现数据自动化传输、管理和分析处理，处理，大大减轻人工现场监测的工作量。全球导航卫星系统监测数据质量较高，有益于实现边坡临滑预报。3.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述面监测包括合成孔径雷，合成孔径雷达二次观测中雷达波相位差与空间距离之间的关系，提取区域地表三维变形信息。4.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述视觉监测包括高分辨率遥感卫星，高分辨率遥感卫星定时遥感监测边坡图片信息。5.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述三维激光扫描测量包括三维激光扫描仪，扫描仪对目标整体或局部进行完整的三维坐标数据测量，得到完整、全面、连续、关联的全景点坐标数据，三维激光扫描仪对边坡工程进行监测，扫描得到的数据拼接、坐标转换、消噪后生成模型。6.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述点—线—面覆盖监测包括若干相互配合的光纤传感器，若干相互配合的光纤传感器形成光纤布设和组网，公路边坡“点—线—面”全覆盖监测信息，具备变形协调性，保证测试光纤和边坡良好接触、协同变形，才能获得真实有效的监测。7.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述数字化近景摄影测量包括计算机、数字化技术单元和数码相机，数字化近景摄影测量采用虚拟照片法和摄影法进行边坡监测,具备非接触遥感式观测的特点，能够测量整个视野内边坡上所有观测点的运动情况，可应用于边坡形态机理、边坡边界演化过程、边坡空间发育和边坡变形监测方面。8.根据权利要求1所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述位移监测包括全站仪、位移计、gps定位器和测斜仪，水利监测包括水位计、孔隙水压计、渗压计和湿度传感器，环境因素监测包括雨量计、蒸发仪和测振仪。9.根据权利要求18任一项所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述监测机构包括主杆(1)，主杆(1)的上部设有安装架组件(2)，安装架组件(2)的上设有两个太阳能转换球(3)，主杆(1)的上端设有两个固定架(4)，两个固定架(4)上设有避雷针(5)，主杆(1)的内部设有蓄电池和主控板，主杆(1)的内部设有十个分区，由上向下依次为第一分区至第十分区，第一分区至第十分区内部均设有湿度传感器(10)，第一分区内部设有雨量计(6)，第二分区和第九分区内部设有位移计(11)，第三分区和第七分区内部设
有gps定位器(12)，第五分区内部可拆卸地设有若干渗压计(8)，第六分区内部设有测斜仪(13)，第十分区内部设有测振仪(9)。10.根据权利要求9所述的一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，其特征在于，所述主杆(1)呈上小下大的圆台体，主杆(1)上设有十个门框(14)和十组监测孔(15)，门框(14)和一组监测孔(15)均与十个分区对应设置，门框(14)上铰接有密封门(7)，雨量计(6)、渗压计(8)和湿度传感器(10)均由监测孔(15)伸出主杆(1)；所述安装架组件(2)包括横架(19)和绑定架(16)，横架(19)上设有绑定箍(18)，绑定箍(18)卡合在主杆(1)上部，绑定架(16)固定在主杆(1)上部，绑定架(16)上设有固定座(24)，固定座(24)和横架(19)之间设有两个对称的斜撑杆(17)，横架(19)的两端上部均设有螺杆(20)；所述太阳能转换球(3)包括连接杆(25)，连接杆(25)螺接在对应的螺杆(20)上，连接杆(25)上端设有基座(26)，基座(26)内部设有光电转换器(27)，光电转换器(27)与主控板电性连接，基座(26)上部设有上光伏板(29)和若干圆周均布的侧光伏板(30)，基座(26)上设有钢化玻璃球罩(28)，上光伏板(29)和侧光伏板(30)位于钢化玻璃球罩(28)内侧；所述固定架(4)包括两个半圆箍(21)，两个半圆箍(21)之间设有两个连接螺栓副(22)，半圆箍(21)上设有安装孔(23)，避雷针(5)设置在两个固定架(4)的安装孔(23)内部；所述雨量计(6)包括进雨斗(31)和过滤器(33)，进雨斗(31)固定在主杆(1)的外侧，过滤器(33)固定在第一分区内部，进雨斗(31)和过滤器(33)之间设有软管，软管由第一分区处的监测孔(15)伸出，过滤器(33)下端设有计量器(34)，计量器(34)侧部电性连接有连接头(32)，连接头(32)与主控板电性连接，计量器(34)的下端连接有储存筒(35)，储存筒(35) 的下端设有排液管(36)，排液管(36)的末端从第二分区处的监测孔(15)伸出。

技术总结

本发明提供了一种公路边坡用天空地一体化智能监测系统，属于边坡监测技术领域，它解决了现有公路边坡监测手段单一、智能维度低等问题。包括若干无线信号发射塔、防火墙、数据处理中心和监控中心，无线信号发射塔通过无线通讯连接有天监测模块、空监测模块和地监测模块，天监测模块包括点监测、面监测和视觉监测，空监测模块包括三维激光扫描测量、点线面覆盖监测和数字化近景摄影监测，地监测模块包括位移监测、水力监测和环境因素监测以及监测机构。本发明形成多层次、多视角、多技术、自动化的立体边坡监测体系，形态全、多维度的连续、实时监测、智能化程度高，可进行边坡状态演变规律的精细化数值模拟计算。律的精细化数值模拟计算。律的精细化数值模拟计算。