本申請(qǐng)屬于土體監(jiān)測(cè)，更具體地說(shuō)，是涉及一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、土體沉降監(jiān)測(cè)是地質(zhì)工程、巖土工程等領(lǐng)域的核心環(huán)節(jié)，其精準(zhǔn)性與時(shí)效性直接影響工程安全與災(zāi)害防治，現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法主要存在以下缺陷：
2、現(xiàn)有監(jiān)測(cè)方法多采用均勻網(wǎng)格劃分監(jiān)測(cè)區(qū)域，忽視地質(zhì)參數(shù)的空間差異性及三維地質(zhì)體的鄰近效應(yīng)，導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估片面；預(yù)警機(jī)制依賴單一傳感器參數(shù)閾值，缺乏對(duì)多源數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)效應(yīng)的分析，易造成誤報(bào)或漏報(bào)；傳感器組數(shù)與采樣頻率固定，無(wú)法根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，存在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域監(jiān)測(cè)滯后與低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域資源浪費(fèi)的矛盾；數(shù)據(jù)處理依賴人工分析多維度特征，實(shí)時(shí)性與智能化程度不足，難以滿足工程安全對(duì)精準(zhǔn)預(yù)警的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，以提高土體沉降監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。
2、本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供了一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，包括：
3、s101：將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為若干不均勻的三維網(wǎng)格單元，通過(guò)地質(zhì)參數(shù)臨界值與空間鄰近效應(yīng)判定三維網(wǎng)格單元的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，所述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高、中、低；
4、s102：對(duì)劃分完風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的三維網(wǎng)格單元進(jìn)行傳感器組的設(shè)置，并實(shí)時(shí)收集傳感器組的數(shù)據(jù)，所述傳感器組具體包括振弦式沉降計(jì)、孔隙水壓力傳感器、投入式水位儀、mems傾角傳感器；
5、s103：將每個(gè)三維網(wǎng)格單元獲得的實(shí)時(shí)特征向量輸入訓(xùn)練好的xgboost-light模型中，根據(jù)輸出的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行不同等級(jí)的預(yù)警與響應(yīng)。
6、本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面，提供了一種土體沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：
7、網(wǎng)格劃分模塊，用于將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為若干不均勻的三維網(wǎng)格單元；
8、風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊，用于通過(guò)地質(zhì)參數(shù)臨界值與空間鄰近效應(yīng)判定三維網(wǎng)格單元的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，所述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高、中、低；
9、傳感器分配模塊，用于對(duì)劃分完風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的三維網(wǎng)格單元進(jìn)行傳感器組的設(shè)置，并實(shí)時(shí)收集傳感器組的數(shù)據(jù)，所述傳感器組具體包括振弦式沉降計(jì)、孔隙水壓力傳感器、投入式水位儀、mems傾角傳感器；
10、預(yù)警響應(yīng)模塊，用于將每個(gè)三維網(wǎng)格單元獲得的實(shí)時(shí)特征向量輸入訓(xùn)練好的xgboost-light模型中，根據(jù)輸出的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行不同等級(jí)的預(yù)警與響應(yīng)。
11、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)的有益效果在于：
12、(1)通過(guò)地質(zhì)參數(shù)臨界值與空間鄰近效應(yīng)構(gòu)建三維網(wǎng)格風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)區(qū)域采用加密網(wǎng)格，中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域采用稀疏網(wǎng)格，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)與距離衰減修正機(jī)制，突破傳統(tǒng)均勻網(wǎng)格的粗放式監(jiān)測(cè)模式，該方法可精準(zhǔn)定位高風(fēng)險(xiǎn)地質(zhì)體及其影響范圍，使監(jiān)測(cè)密度與土體實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)動(dòng)態(tài)匹配，解決傳統(tǒng)方法中監(jiān)測(cè)重點(diǎn)不突出與資源浪費(fèi)的矛盾；
13、(2)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)差異化配置傳感器組數(shù)與采樣頻率：高風(fēng)險(xiǎn)單元通過(guò)多組傳感器交叉驗(yàn)證提升數(shù)據(jù)可靠性，高頻采樣可捕捉短時(shí)間尺度的風(fēng)險(xiǎn)突變信號(hào)；中風(fēng)險(xiǎn)單元通過(guò)基礎(chǔ)冗余配置實(shí)現(xiàn)異常互檢；低風(fēng)險(xiǎn)單元采用輕量化單組配置降低成本，提升了系統(tǒng)整體運(yùn)行效率；
14、(3)構(gòu)建包含沉降-壓力相關(guān)性、水位-傾角聯(lián)動(dòng)性等多維度特征的實(shí)時(shí)向量，利用xgboost-light模型的非線性建模能力，自動(dòng)解析參數(shù)間的物理耦合規(guī)律，該模型提升了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的準(zhǔn)確性。
1.一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在劃分不均勻的三維網(wǎng)格單元時(shí)，根據(jù)地質(zhì)評(píng)估結(jié)果，在監(jiān)測(cè)區(qū)域平面投影圖上劃分二維網(wǎng)格：
3.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在劃分不均勻的三維網(wǎng)格單元時(shí)，依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中的土層分界面劃分深度層：
4.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)地質(zhì)參數(shù)臨界值與空間鄰近效應(yīng)判定三維網(wǎng)格單元風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的具體步驟為：
5.如權(quán)利要求4所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)距離衰減規(guī)則增加空間鄰近效應(yīng)修正點(diǎn)數(shù)的具體步驟為：
6.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，獲取三維網(wǎng)格單元的8個(gè)邊界角點(diǎn)的孔隙比、地下水位深度、壓縮模量，選擇8個(gè)邊界角點(diǎn)孔隙比的均值、最小地下水位深度、最小壓縮模量作為觸發(fā)條件的初始選值，
7.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)三維網(wǎng)格單元，將傳感器組設(shè)置為3組，每10分鐘采集一次數(shù)據(jù)；對(duì)于中風(fēng)險(xiǎn)三維網(wǎng)格單元，將傳感器組設(shè)置為2組，每30分鐘采集一次數(shù)據(jù)；對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)三維網(wǎng)格單元，將傳感器組設(shè)置為1組，每60分鐘采集一次數(shù)據(jù)；通過(guò)振弦式沉降計(jì)獲得表面沉降量、沉降速率，通過(guò)孔隙水壓力傳感器獲得孔隙水壓力、壓力變化率，通過(guò)投入式水位儀獲得地下水位深度、水位變幅，通過(guò)mems傾角傳感器獲得傾斜角度、傾角變化率，并構(gòu)建沉降-壓力相關(guān)系數(shù)、水位-傾角回歸斜率，將上述10維特征相結(jié)合得到實(shí)時(shí)特征向量。
8.如權(quán)利要求1所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，獲取三維網(wǎng)格單元實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的步驟為：
9.如權(quán)利要求8所述的一種土體沉降監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采取相應(yīng)措施的具體步驟為：
10.一種土體沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：