基于多源数据的EPS回填沉降检测方法及系统与流程

本发明涉及工程测量与变形监测，尤其是涉及基于多源数据的eps回填沉降检测方法及系统。

背景技术：

1、eps轻质回填结构利用eps材料密度低的特点降低路基及地基附加荷载，适用于高填方、软弱地基以及既有地下构筑物或管线邻近区域。eps回填通常由多层eps块体组合形成，并存在块体接缝、eps与普通填土过渡位置以及与周边构筑物邻接的位置，因此除整体竖向沉降外，不同结构位置之间的非均匀沉降也是回填状态检测的重要内容。项目材料中亦将eps轻质路基用于敏感管线保护区域，以降低回填荷载。

2、现有沉降检测可采用全站仪、rtk等点式测量获得高精度离散高程变化，也可利用无人机激光扫描、地面三维激光扫描等获得连续地表点云，并通过控制点配准、跨期高程差分或者离散高精度点对连续沉降场进行校正。检索报告表明，无人机与地面激光联合测量、多期稳定区配准以及高精度点状数据对面状沉降场进行残差校正均已有较为接近的现有技术。

3、上述技术能够改善沉降测量的覆盖范围、空间配准或高程精度，但通常以地表整体变形场作为直接检测对象，未进一步利用eps块体、块体接缝、eps与普通填土过渡边界及构筑物邻接边界组织沉降分析。对于eps回填区域，如果仅依据连续沉降场的绝对沉降量进行判断，整体下沉趋势可能掩盖结构边界附近的局部差异，而局部测量噪声又可能被直接识别为异常。因此，需要使融合沉降场与eps实际结构关系相对应，并通过单元内部沉降分解、相邻单元差异分析以及多期多源一致性验证识别结构相关的局部非均匀沉降。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了基于多源数据的eps回填沉降检测方法及系统，通过eps结构边界约束的沉降分解与邻接差异分析，能够从整体沉降中识别结构相关的局部非均匀沉降并降低异常误判。

2、上述目标可以通过如下方案实现：

3、基于多源数据的eps回填沉降检测方法，包括获取eps回填区域的设计几何数据、稳定控制点及多个监测时刻对应的多源沉降测量数据，将所述多源沉降测量数据统一至由所述稳定控制点限定的空间坐标基准，生成基准高程场和各监测时刻对应的当前高程场；对所述基准高程场与所述当前高程场进行高程变化分析，生成连续表面位移场，并利用所述多源沉降测量数据中的离散高精度高程变化对所述连续表面位移场进行校正，生成融合沉降场；从所述设计几何数据中提取eps块体铺设边界、eps与普通填土过渡边界及构筑物邻接边界，依据所提取的边界划分具有空间邻接关系的沉降评价单元；将所述融合沉降场映射至所述沉降评价单元，在各个所述沉降评价单元内确定表征单元整体竖向变化的公共沉降分量，并根据所述公共沉降分量与单元内沉降值之间的差异生成局部残余沉降分量；对于具有公共边界的相邻沉降评价单元，根据相邻沉降评价单元的公共沉降分量差异以及所述公共边界两侧局部残余沉降分量的变化方向确定单元间差异沉降关系，并依据所述空间邻接关系连接所述单元间差异沉降关系，生成差异沉降分布；按照监测时刻关联多个所述差异沉降分布，根据差异沉降在连续监测时刻的变化方向及空间位置确定候选异常沉降区域；对所述候选异常沉降区域对应的不同来源沉降测量结果进行变化方向一致性验证，将同时满足时间连续性、空间连续性及多源变化方向一致性的候选异常沉降区域确定为异常沉降区域，生成eps回填沉降检测结果。

4、基于相同的发明构思，本发明还提供了基于多源数据的eps回填沉降检测系统，所述系统包括高程场生成模块，用于获取eps回填区域的设计几何数据、稳定控制点及多个监测时刻对应的多源沉降测量数据，将所述多源沉降测量数据统一至由所述稳定控制点限定的空间坐标基准，生成基准高程场和各监测时刻对应的当前高程场，并将所述基准高程场与所述当前高程场发送至沉降场融合模块；所述沉降场融合模块，用于对所述基准高程场与所述当前高程场进行高程变化分析，生成连续表面位移场，利用所述多源沉降测量数据中的离散高精度高程变化对所述连续表面位移场进行校正，生成融合沉降场，并将所述融合沉降场发送至沉降分解模块；结构分区模块，用于从所述设计几何数据中提取eps块体铺设边界、eps与普通填土过渡边界及构筑物邻接边界，依据所提取的边界划分具有空间邻接关系的沉降评价单元，并将所述沉降评价单元及对应的空间邻接关系发送至所述沉降分解模块和差异沉降生成模块；所述沉降分解模块，用于将所述融合沉降场映射至所述沉降评价单元，在各个所述沉降评价单元内确定公共沉降分量，并根据所述公共沉降分量与单元内沉降值之间的差异生成局部残余沉降分量，将所述公共沉降分量和所述局部残余沉降分量发送至所述差异沉降生成模块；所述差异沉降生成模块，用于对于具有公共边界的相邻沉降评价单元，根据相邻沉降评价单元的公共沉降分量差异以及所述公共边界两侧局部残余沉降分量的变化方向确定单元间差异沉降关系，并依据所述空间邻接关系连接所述单元间差异沉降关系，生成差异沉降分布；候选异常区域生成模块，用于按照监测时刻关联多个所述差异沉降分布，根据差异沉降在连续监测时刻的变化方向及空间位置确定候选异常沉降区域，并将所述候选异常沉降区域发送至异常验证模块；所述异常验证模块，用于对所述候选异常沉降区域对应的不同来源沉降测量结果进行变化方向一致性验证，将同时满足时间连续性、空间连续性及多源变化方向一致性的候选异常沉降区域确定为异常沉降区域，生成eps回填沉降检测结果。

5、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

6、本发明依据eps块体铺设边界、eps与普通填土过渡边界及构筑物邻接边界建立具有空间邻接关系的沉降评价单元，使连续沉降测量结果与eps回填结构位置直接对应，能够避免仅以整体地表区域统计沉降而削弱块体接缝及结构过渡位置异常特征的问题。

7、本发明在各沉降评价单元内将沉降变化分解为公共沉降分量和局部残余沉降分量，并进一步联合相邻沉降评价单元的公共沉降分量差异与公共边界两侧局部残余沉降分量的变化方向形成单元间差异沉降关系，能够从整体竖向下沉中分离出与eps结构邻接关系相关的局部非均匀沉降。

8、本发明并非依据单次沉降值直接确定异常，而是将差异沉降在多个监测时刻中的延续关系、相邻评价单元之间的空间连接关系以及不同来源测量结果的变化方向一致关系联合用于异常确认，能够抑制单次扫描误差、局部测量噪声及单一数据源异常造成的误判。

1.基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述依据所提取的边界划分具有空间邻接关系的沉降评价单元，包括：

3.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述生成基准高程场和各监测时刻对应的当前高程场，包括：

4.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述生成各监测时刻对应的当前高程场，还包括：

5.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述利用所述多源沉降测量数据中的离散高精度高程变化对所述连续表面位移场进行校正，生成融合沉降场，包括：

6.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述在各个所述沉降评价单元内确定表征单元整体竖向变化的公共沉降分量，并根据所述公共沉降分量与单元内沉降值之间的差异生成局部残余沉降分量，包括：

7.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述根据相邻沉降评价单元的公共沉降分量差异以及所述公共边界两侧局部残余沉降分量的变化方向确定单元间差异沉降关系，包括：

8.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述将同时满足时间连续性、空间连续性及多源变化方向一致性的候选异常沉降区域确定为异常沉降区域，包括：

9.根据权利要求1所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述生成eps回填沉降检测结果，包括：

10.基于多源数据的eps回填沉降检测系统，应用于如权利要求1-9中任一项所述的基于多源数据的eps回填沉降检测方法，其特征在于，所述系统包括：