本技術(shù)實(shí)施例涉及地質(zhì)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)孿生的地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)孿生平臺(tái)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，大型工程建設(shè)、資源開發(fā)和人類活動(dòng)的加劇導(dǎo)致滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，因此，對(duì)于地質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的考驗(yàn)十分嚴(yán)峻，需要一種地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法和設(shè)備提高地質(zhì)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

2、現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于地質(zhì)監(jiān)測(cè)主要是對(duì)地質(zhì)的幾個(gè)方面進(jìn)行單獨(dú)的監(jiān)測(cè)，比如山體滑坡、地表形變等方面，但是面對(duì)地質(zhì)變化的多樣化趨勢(shì)和復(fù)雜環(huán)境，當(dāng)前這種單獨(dú)監(jiān)測(cè)的方式不能及時(shí)全面的掌握地質(zhì)變化的情況和地質(zhì)未來變化趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)生地質(zhì)數(shù)據(jù)變化的時(shí)候，無法提前預(yù)判并采取措施保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)的安全。

3、因此，亟需一種基于數(shù)據(jù)孿生的地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)孿生平臺(tái)及設(shè)備，可以對(duì)地質(zhì)變化進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)并預(yù)警，提高地質(zhì)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種基于數(shù)據(jù)孿生的地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)孿生平臺(tái)及設(shè)備，用于提高地質(zhì)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

2、為達(dá)到上述目的，本技術(shù)的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供了一種基于數(shù)據(jù)孿生的地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，該方法包括：

4、構(gòu)建地質(zhì)監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)庫，根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)庫構(gòu)建地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，其中所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型包括地下水位孿生模型、地表形變孿生模型、地質(zhì)環(huán)境孿生模型；

5、將實(shí)時(shí)獲取到的地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射到所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，得到第一孿生模型；

6、對(duì)所述第一孿生模型和所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型進(jìn)行差異化分析，確定地質(zhì)隱患類型；

7、根據(jù)所述地質(zhì)隱患類型，得到地質(zhì)隱患位置；

8、將實(shí)時(shí)獲取到的所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，得到地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

9、將所述動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)映射到所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型中，得到地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型；

10、根據(jù)所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型和所述地質(zhì)隱患位置，調(diào)用相應(yīng)的預(yù)警方案，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警指令。

11、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述構(gòu)建地質(zhì)監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)庫，根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)庫構(gòu)建地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，包括：

12、獲取歷史地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史地表形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

13、將所述歷史地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、所述歷史地表形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和所述歷史地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建地質(zhì)監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)庫；

14、在所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)庫中，選取預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

15、將所述歷史地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射至對(duì)應(yīng)的地下水位三維模型，得到地下水位孿生模型，將所述歷史地表形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射至對(duì)應(yīng)的地表三維模型，得到地表形變孿生模型，以及將所述歷史地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射至對(duì)應(yīng)的地質(zhì)三維模型，得到地質(zhì)環(huán)境孿生模型。

16、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述第一孿生模型和所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型進(jìn)行差異化分析，確定地質(zhì)隱患類型，包括：

17、通過所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，確定地下水位空間模型、地表形變空間模型、地質(zhì)環(huán)境空間模型；

18、對(duì)所述地下水位空間模型、地表形變空間模型、地質(zhì)環(huán)境空間模型進(jìn)行空間解析，得到目標(biāo)頂點(diǎn)信息和目標(biāo)邊緣信息；

19、對(duì)所述第一孿生模型進(jìn)行空間解析，得到第一孿生模型頂點(diǎn)信息和邊緣位置信息；

20、通過所述目標(biāo)頂點(diǎn)信息和所述頂點(diǎn)信息，以及所述目標(biāo)邊緣信息和所述邊緣位置信息，確定地質(zhì)隱患類型。

21、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述通過所述目標(biāo)頂點(diǎn)信息和所述目標(biāo)邊緣信息與所述頂點(diǎn)信息和所述邊緣位置信息，確定地質(zhì)隱患類型，包括：

22、基于所述目標(biāo)頂點(diǎn)信息，確定所述第一孿生模型頂點(diǎn)信息的第一閾值范圍，得到目標(biāo)頂點(diǎn)范圍；

23、基于所述目標(biāo)邊緣信息，確定所述第一孿生模型邊緣位置信息的第二閾值范圍，得到目標(biāo)邊緣范圍；

24、通過所述目標(biāo)頂點(diǎn)范圍和所述目標(biāo)邊緣范圍，確定第一孿生模型的近似模型；

25、獲取所述近似模型和所述第一孿生模型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相似度比較，將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中相似度大于預(yù)設(shè)數(shù)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，將剩余的數(shù)據(jù)作為地質(zhì)隱患數(shù)據(jù)，通過所述地質(zhì)隱患數(shù)據(jù)，確定地質(zhì)隱患類型。

26、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述地質(zhì)隱患類型，得到地質(zhì)隱患位置，包括：

27、通過所述地質(zhì)隱患類型，確定地質(zhì)隱患模型；

28、對(duì)所述地質(zhì)隱患模型進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢索，確定地質(zhì)隱患模型監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

29、將多個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分組，每組中包括至少一個(gè)差異數(shù)據(jù)，計(jì)算所述差異數(shù)據(jù)的差異度，若所述差異度大于預(yù)設(shè)數(shù)值，確定所述差異數(shù)據(jù)所在的監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

30、通過所述差異數(shù)據(jù)所在的監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成的局域網(wǎng)格，確定地質(zhì)隱患位置區(qū)域范圍；

31、對(duì)所述地質(zhì)隱患位置區(qū)域范圍進(jìn)行區(qū)域解析，得到地質(zhì)隱患位置。

32、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述地質(zhì)隱患位置區(qū)域范圍進(jìn)行區(qū)域解析，得到地質(zhì)隱患位置，包括：

33、將所述地質(zhì)隱患位置區(qū)域范圍分為多個(gè)圖層，獲取多個(gè)所述圖層的模型曲線，其中每個(gè)所述模型曲線對(duì)應(yīng)著每個(gè)地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息；

34、獲取所述模型曲線的第一曲線波形和所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型的第二曲線波形；

35、將所述第一曲線波形和所述第二曲線波形與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)波形進(jìn)行相似度計(jì)算，判斷所述相似度是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若所述相似度大于預(yù)設(shè)的閾值，則確定曲線波形存在地質(zhì)隱患；

36、獲取所述曲線波形偏離點(diǎn)，對(duì)所述曲線波形偏離點(diǎn)進(jìn)行插值，得到地質(zhì)隱患位置的空間分布圖；

37、通過所述空間分布圖，獲取多個(gè)存在所述曲線波形偏離點(diǎn)的圖層，得到多個(gè)目標(biāo)圖層；

38、通過所述多個(gè)目標(biāo)圖層，確定所述多個(gè)目標(biāo)圖層內(nèi)的偏離點(diǎn)空間位置，得到一個(gè)或多個(gè)所述偏離點(diǎn)空間位置的重疊區(qū)域；

39、通過所述偏離點(diǎn)空間位置的重疊區(qū)域，得到所述重疊區(qū)域的重疊頻率；

40、根據(jù)所述重疊頻率，將所述重疊區(qū)域劃分為高頻重疊區(qū)和低頻重疊區(qū)，并將所述高頻重疊區(qū)對(duì)應(yīng)的位置作為地質(zhì)隱患位置。

41、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述地質(zhì)隱患位置區(qū)域范圍進(jìn)行區(qū)域解析，得到地質(zhì)隱患位置，還包括：

42、在所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型存在重疊的情況下，對(duì)所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型進(jìn)行劃分，確定重疊模型；

43、獲取所述重疊模型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分離，得到第一模型數(shù)據(jù)和第二模型數(shù)據(jù)；

44、根據(jù)所述第一模型數(shù)據(jù)，構(gòu)建得到第一重疊模型，并根據(jù)所述第二模型數(shù)據(jù)構(gòu)建得到第二重疊模型；

45、在所述第一重疊模型和第二重疊模型內(nèi)進(jìn)行圖層劃分，得到所述圖層的模型曲線，通過所述圖層的模型曲線，得到地質(zhì)隱患位置。

46、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將實(shí)時(shí)獲取到的所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，得到地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，包括：

47、獲取所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入到預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型中，得到所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，其中所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為在未來預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的地下水位數(shù)據(jù)、地表形變數(shù)據(jù)、地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)。

48、第二方面，本技術(shù)提供一種數(shù)據(jù)孿生平臺(tái)，包括：

49、地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建地質(zhì)監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)庫，根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)庫構(gòu)建地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，其中所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型包括地下水位孿生模型、地表形變孿生模型、地質(zhì)環(huán)境孿生模型；

50、映射模塊，用于將實(shí)時(shí)獲取到的地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射到所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，得到第一孿生模型；

51、差異化分析模塊，用于對(duì)所述第一孿生模型和所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型進(jìn)行差異化分析，確定地質(zhì)隱患類型；

52、地質(zhì)隱患位置確定模塊，用于根據(jù)所述地質(zhì)隱患類型，得到地質(zhì)隱患位置；

53、數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模塊，用于將實(shí)時(shí)獲取到的所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，得到地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；

54、趨勢(shì)模型確定模塊，用于將所述動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)映射到所述地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型中，得到地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型；

55、調(diào)用模塊，用于根據(jù)所述地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型和所述地質(zhì)隱患位置，調(diào)用相應(yīng)的預(yù)警方案，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警指令。

56、第三方面，本技術(shù)提供一種電子設(shè)備，包括：

57、存儲(chǔ)器，被配置成存儲(chǔ)指令；以及

58、處理器，被配置成從所述存儲(chǔ)器調(diào)用所述指令以及在執(zhí)行所述指令時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)上述的基于數(shù)據(jù)孿生的地質(zhì)監(jiān)測(cè)方法。

59、通過上述技術(shù)方案，通過建立樣本數(shù)據(jù)庫并構(gòu)建地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，可以全面的展示出地質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，便于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰的觀測(cè)；將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)映射到地質(zhì)數(shù)據(jù)孿生模型，有助于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異化分析，及時(shí)找出地質(zhì)隱患位置，保障地質(zhì)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性；通過將實(shí)時(shí)獲取到的地質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入到預(yù)訓(xùn)練的預(yù)測(cè)模型，獲取地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)地質(zhì)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型，對(duì)地質(zhì)未來變化情況進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，可以有效減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的不確定性，提高應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的決策效率，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)孿生平臺(tái)在復(fù)雜環(huán)境下的響應(yīng)能力；根據(jù)地質(zhì)監(jiān)測(cè)趨勢(shì)模型調(diào)用相應(yīng)的預(yù)警方案，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警指令，更好的保障人身和財(cái)產(chǎn)安全。

60、本技術(shù)實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。