本發(fā)明創(chuàng)造涉及邊坡監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生態(tài)景觀邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的邊坡監(jiān)測技術(shù)主要是通過獲取邊坡上的測試點處的位移、土壓力等參數(shù)來分析邊坡狀態(tài)的，而缺乏對邊坡圖像信息的獲取。因此，監(jiān)測人員無法直觀地觀察邊坡的實際狀態(tài)。此外，在對邊坡狀態(tài)進行分析時，監(jiān)測人員也無法結(jié)合邊坡圖像信息來綜合確定邊坡的實際狀態(tài)。僅憑所述位移、土壓力等參數(shù)來判斷邊坡狀態(tài)，結(jié)果往往不夠全面和準確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種生態(tài)景觀邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明創(chuàng)造的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種生態(tài)景觀邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、GPS定位子系統(tǒng)、監(jiān)控中心，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于采集生態(tài)景觀邊坡的檢測點處的相關(guān)數(shù)據(jù)；所述GPS定位子系統(tǒng)用于在監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)獲取相關(guān)信息時對檢測點進行定位；所述監(jiān)控中心與監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)連接，用于對所述相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理并顯示處理后的相關(guān)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的檢測點位置。

本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果：使得監(jiān)測人員能夠結(jié)合邊坡圖像更加直觀地了解邊坡的實際狀態(tài)，使得監(jiān)測結(jié)果更加全面和準確。

附圖說明

利用附圖對發(fā)明創(chuàng)造作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是邊坡圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1、GPS定位子系統(tǒng)2、監(jiān)控中心3、邊坡圖像數(shù)據(jù)采集模塊11、圖像預(yù)處理及加密模塊12、圖像傳送模塊13。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例的一種生態(tài)景觀邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1、GPS定位子系統(tǒng)2、監(jiān)控中心3，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1用于采集生態(tài)景觀邊坡的檢測點處的相關(guān)數(shù)據(jù)；所述GPS定位子系統(tǒng)2用于在監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1獲取相關(guān)信息時對檢測點進行定位；所述監(jiān)控中心3與監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1連接，用于對所述相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理并顯示處理后的相關(guān)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的檢測點位置。

優(yōu)選的，所述相關(guān)數(shù)據(jù)包括檢測點的位移、土壓力和邊坡圖像。

優(yōu)選的，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1包括位移傳感器、土壓力傳感器和邊坡圖像采集裝置，所述位移傳感器布置于邊坡上的檢測點處，用于檢測并發(fā)送所述檢測點處的位移；所述土壓力傳感器布置于邊坡上的檢測點處，用于檢測并發(fā)送所述檢測點處的土壓力；所述邊坡圖像采集裝置與所述邊坡相對，用于采集和傳送邊坡圖像。

本發(fā)明上述實施例使得監(jiān)測人員能夠結(jié)合邊坡圖像更加直觀地了解邊坡的實際狀態(tài)，使得監(jiān)測結(jié)果更加全面和準確。

優(yōu)選的，所述邊坡圖像采集裝置包括邊坡圖像數(shù)據(jù)采集模塊11、圖像預(yù)處理及加密模塊12、圖像傳送模塊13，監(jiān)控中心3還包括有圖像解密模塊；所述圖像預(yù)處理及加密模塊12與圖像傳送模塊13的接收端連接，所述圖像解密模塊與圖像傳送模塊13的傳送端無線連接。

所述邊坡圖像數(shù)據(jù)采集模塊11用于通過已校準的攝像機對邊坡圖像數(shù)據(jù)進行攝像采集，所述已校準的攝像機為已經(jīng)進行標(biāo)定處理的攝像機，攝像機的標(biāo)定包括：(1)采用國際象棋棋盤作為攝像機標(biāo)定的參考圖；(2)采用攝像機對國際象棋棋盤進行圖像采集，以得到棋盤圖像，采集的時候盡量讓棋盤占據(jù)盡可能多的畫面，采集的棋盤圖像的數(shù)量大于等于10；(3)輸入棋盤方格尺寸大小，設(shè)定棋盤角點搜索窗口方格大小，窗口方格小于棋盤方格大小，提取棋盤圖像中棋盤上所有方格的角點；(4)采用matlab標(biāo)定工具箱對攝像機進行標(biāo)定，根據(jù)取得的角點，運行程序得到攝像機的參數(shù)，完成標(biāo)定。

本優(yōu)選實施例通過已校準的攝像機對邊坡圖像數(shù)據(jù)進行攝像采集，能夠更準確地獲取邊坡圖像數(shù)據(jù)，從而進一步提高監(jiān)控中心3對邊坡圖像數(shù)據(jù)的處理速度和精度，提高生態(tài)景觀邊坡監(jiān)測的效率。

優(yōu)選地，所述圖像預(yù)處理及加密模塊12用于對需加密的邊坡圖像進行圖像預(yù)處理，并對圖像預(yù)處理后的圖像進行加密；

所述對需加密的邊坡圖像進行圖像預(yù)處理，包括：

(1)按照下列灰度化處理公式對需加密的邊坡圖像進行灰度化處理：

拍攝條件為正常白天時：

拍攝條件為太陽落山后室內(nèi)燈光時：

拍攝條件為晚上室內(nèi)不開燈時：

X＝max(r,g,b)

上式中，x為處理后圖像的像素灰度值，r、g、b分別表示圖像像素點的紅色、綠色、藍色分量；

(2)對圖像進行增強處理，包括：

1)將經(jīng)過灰度化處理的圖像的灰度值按照下列公式進行增強處理：

x′＝lnχ

2)計算任意像素點(α,β)和鄰域內(nèi)八個像素點的灰度關(guān)系θ：

式中，a、b不能同時為0；

通過該灰度關(guān)系對初始灰度值進行校正，得到校正后的灰度值Ξ(α,β)為：

本優(yōu)選實施例根據(jù)不同光照條件對圖像進行灰度處理，減少了計算量，保證了在弱光條件下圖像的亮度，對圖像進行增強處理，提高了圖像質(zhì)量，從而進一步得到較為清晰的邊坡圖像，有利于監(jiān)測中心3對邊坡圖像數(shù)據(jù)的處理分析。

所述對需加密的邊坡圖像進行圖像預(yù)處理，還包括：

(1)對灰度值校正后的圖像按照圖像要求度進行區(qū)分，確定圖像要求高的圖像和圖像要求較低的圖像，并做好標(biāo)記；

(2)對灰度值校正后的圖像進行圖像預(yù)處理：首先進行三級小波分解，提取灰度值校正后的圖像的三級小波分解低頻近似分量，然后采用下列混沌映射公式對低頻圖像進行位置置亂處理：

式中，D1為低頻圖像信息，ξ₁、ξ₂、ξ₃為通過混沌映射生成的三個變量；

為適應(yīng)數(shù)字圖像所要求的數(shù)值范圍，對ξ₁、ξ₂、ξ₃按照下式進行處理，從而將它們的值映射到0-255之間，生成混沌序列F、Z，并進一步映射為圖像矩陣：

F＝[(ξ₁+ξ₂)*500]mod256

Z＝[(ξ₁+ξ₃)*500]mod256

(3)確定待加密圖像：對于圖像要求較低的圖像，采用預(yù)處理后的圖像作為待加密圖像；對于圖像要求較高的圖像，對預(yù)處理后的圖像利用小波逆變換進行圖像重構(gòu)，以重構(gòu)后的圖像作為待加密圖像；

所述對圖像預(yù)處理后的圖像進行加密，包括：用P₁表示待加密圖像，分別在有限域上與混沌序列F執(zhí)行加法運算和乘法運算，得到新的圖像P₂，再將圖像P₂使用轉(zhuǎn)置操作得到新的圖像P₃，最后將將圖像P₃與混沌序列Z執(zhí)行有限域上的加和乘操作，得到最終的圖像P，其中：

式中，表示有限域的加法，“·”表示有限域上的乘法。

本優(yōu)選實施例利用小波變換對圖像進行圖像預(yù)處理，去除了圖像本身的冗余性，實現(xiàn)快速置亂，能夠減少所需的混沌序列，提高加密效率，滿足實時通信的要求；按照圖像要求的高低進行圖像區(qū)分，對于圖像要求高的圖像先進行圖像預(yù)處理再進行小波逆變換的圖像重構(gòu)處理，確保無損的同時提高了置亂的速率；加密時，將有限域的二進制算法與混沌加密技術(shù)進行結(jié)合，保障了圖像加密的安全性的同時，相對于現(xiàn)有技術(shù)，提高了圖像加密的速度，實現(xiàn)了邊坡圖像的安全傳送，提高了系統(tǒng)的安全性。

優(yōu)選地，所述解密模塊用于對加密圖像進行解密，其使用與圖像預(yù)處理相同的混沌映射公式以及相應(yīng)的混沌序列，對加密過程進行逆轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)圖像的解密。

本優(yōu)選實施例實現(xiàn)了監(jiān)控中心3對加密的邊坡圖像的讀取，進一步提高了監(jiān)控中心3對邊坡圖像數(shù)據(jù)處理的速度，從而進一步提高生態(tài)景觀邊坡監(jiān)測的效率。

基于上述實施例，發(fā)明人進行了一系列測試，以下是進行測試得到的實驗數(shù)據(jù)：

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。