本申請(qǐng)涉及滑坡滑動(dòng)模式識(shí)別，尤其涉及一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、庫(kù)區(qū)滑坡的滑動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，該類滑坡分布廣泛具有數(shù)量多、方量大的特點(diǎn)。現(xiàn)階段我國(guó)西南地區(qū)大型水電工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在建、完建高壩大庫(kù)水電工程所在區(qū)域滑坡時(shí)效變形現(xiàn)象發(fā)育明顯，確定滑坡滑移深度范圍，捕捉滑移關(guān)鍵時(shí)間結(jié)點(diǎn)，對(duì)滑坡安全防范工作開展具有重要意義。

2、滑坡變形監(jiān)測(cè)一般包含表觀變形、深部變形監(jiān)測(cè)兩大方面，常用的表觀變形監(jiān)測(cè)手段包括gnss監(jiān)測(cè)、機(jī)器人監(jiān)測(cè)等，常用的深部變形監(jiān)測(cè)包括引張線計(jì)、測(cè)斜儀等。此類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以即時(shí)反應(yīng)滑坡體不同空間不同時(shí)間的變形特征。斯皮爾曼相關(guān)分析是一種秩相關(guān)非參數(shù)度量方法，通過(guò)將被觀測(cè)數(shù)據(jù)的“等級(jí)”替換成“級(jí)別”來(lái)進(jìn)行相關(guān)性分析，體現(xiàn)了變量間的單調(diào)關(guān)系強(qiáng)度。斯皮爾曼相關(guān)性分析不需要先驗(yàn)知識(shí)即可準(zhǔn)確獲取x和y的采樣概率分布，若數(shù)據(jù)中沒(méi)有重復(fù)值，且當(dāng)兩變量完全單調(diào)相關(guān)時(shí)，斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)為+1或-1。是一種成熟可靠的相關(guān)性分析方法。

3、目前對(duì)表觀變形、深部變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)間的潛在聯(lián)系信息挖掘研究相對(duì)較少，需要解決不同類別數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)頻率不固定、監(jiān)測(cè)時(shí)間不統(tǒng)一等問(wèn)題。同時(shí)在現(xiàn)有關(guān)于表觀變形數(shù)據(jù)與深部變形數(shù)據(jù)間潛在聯(lián)系的研究中，數(shù)據(jù)序列的空間變異性及時(shí)效性特點(diǎn)經(jīng)常被忽視，對(duì)于數(shù)據(jù)間聯(lián)系的空間變異重要位置及關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)識(shí)別研究較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

2、根據(jù)本發(fā)明第一方面，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，包括：

3、執(zhí)行滑坡安全監(jiān)測(cè)，采集原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列，依據(jù)所述原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列構(gòu)建表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣；

4、基于所述表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣，通過(guò)測(cè)點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)獲取一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；

5、獲取時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子，結(jié)合所述一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；

6、獲取數(shù)據(jù)分析子周期，結(jié)合所述二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；

7、對(duì)所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行相關(guān)性分析，得到表觀深度相關(guān)性矩陣；

8、依據(jù)所述表觀深度相關(guān)性矩陣，定性判斷表觀位移與深部位移相關(guān)性，給出滑坡滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

9、進(jìn)一步地，執(zhí)行滑坡安全監(jiān)測(cè)，采集原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列，依據(jù)所述原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列構(gòu)建表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣，還包括：

10、執(zhí)行滑坡安全監(jiān)測(cè)時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)頻次、監(jiān)測(cè)周期、數(shù)據(jù)變形趨勢(shì)，選擇合適的插值方法；

11、所述插值方法至少包括：

12、線性插值，多項(xiàng)式插值、傅里葉級(jí)數(shù)；

13、插值后的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足表觀數(shù)據(jù)及深部數(shù)據(jù)成組、時(shí)間序列間隔的特征。

14、進(jìn)一步地，基于所述表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣，通過(guò)測(cè)點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)獲取一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

15、所述一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣為插值后的所述表觀位移時(shí)間序列矩陣的子矩陣依據(jù)測(cè)點(diǎn)位置相同原則選取插值后的所述深部位移時(shí)間序列矩陣中相應(yīng)的子矩陣組合形成的新矩陣。

16、進(jìn)一步地，獲取時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子，結(jié)合所述一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

17、所述二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣構(gòu)建時(shí)，依據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)頻率選取合適的時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子t，因子設(shè)定為所有測(cè)點(diǎn)兩次監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔的最短時(shí)長(zhǎng)或平均時(shí)長(zhǎng)。

18、進(jìn)一步地，獲取數(shù)據(jù)分析子周期，結(jié)合所述二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

19、所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣為所述二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的子矩陣，所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的維度依據(jù)數(shù)據(jù)分析子周期l，周期設(shè)定按照實(shí)際工程具體問(wèn)題調(diào)整，周期l為所述時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子t的整數(shù)倍，同時(shí)滿足l/t>＝12。

20、進(jìn)一步地，對(duì)所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行相關(guān)性分析，得到表觀深度相關(guān)性矩陣，還包括：

21、所述表觀深度相關(guān)性矩陣是通過(guò)所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣中的不同深部位置的變形數(shù)據(jù)，分別與所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣中的表觀變形計(jì)算得到的spearman相關(guān)性系數(shù)所構(gòu)建的矩陣。

22、進(jìn)一步地，依據(jù)所述表觀深度相關(guān)性矩陣，定性判斷表觀位移與深部位移相關(guān)性，給出滑坡滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，還包括：

23、所述滑坡滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)通過(guò)相關(guān)性系數(shù)結(jié)果先標(biāo)定滑移狀態(tài)，再結(jié)合時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子t及各類參數(shù)求。

24、根據(jù)本發(fā)明第二方面，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別裝置，包括：

25、一個(gè)或多個(gè)處理器；

26、存儲(chǔ)器，其上存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法。

27、本申請(qǐng)涉及滑坡滑動(dòng)模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法和裝置，獲取滑坡安全監(jiān)測(cè)表觀位移及深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列插值；按照表觀與深部測(cè)點(diǎn)位置相同原則，構(gòu)建表觀位移-深部位移一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；依據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)頻率，構(gòu)建二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；確定數(shù)據(jù)分析子周期，構(gòu)建三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；基于三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，計(jì)算深部不同位置與表觀變形的相關(guān)性矩陣；基于相關(guān)性矩陣，定性判斷表觀位移與深部位移相關(guān)性，給出滑坡整體滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明可識(shí)別滑移深度范圍，并捕捉滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以科學(xué)地掌握滑坡的時(shí)空變化趨勢(shì)，為滑坡的安全治理措施布設(shè)提供參考。

技術(shù)特征：

1.一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，執(zhí)行滑坡安全監(jiān)測(cè)，采集原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列，依據(jù)所述原位表觀位移時(shí)間序列及原位深部位移時(shí)間序列構(gòu)建表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，基于所述表觀位移時(shí)間序列矩陣及深部位移時(shí)間序列矩陣，通過(guò)測(cè)點(diǎn)位置標(biāo)識(shí)獲取一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，獲取時(shí)間窗口長(zhǎng)度因子，結(jié)合所述一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，獲取數(shù)據(jù)分析子周期，結(jié)合所述二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，得到三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，對(duì)所述三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行相關(guān)性分析，得到表觀深度相關(guān)性矩陣，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法，其特征在于，依據(jù)所述表觀深度相關(guān)性矩陣，定性判斷表觀位移與深部位移相關(guān)性，給出滑坡滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，還包括：

8.一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及滑坡滑動(dòng)模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多級(jí)數(shù)據(jù)矩陣的滑坡滑移模式識(shí)別方法和裝置，獲取滑坡安全監(jiān)測(cè)表觀位移及深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列插值；按照表觀與深部測(cè)點(diǎn)位置相同原則，構(gòu)建表觀位移?深部位移一級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；依據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)頻率，構(gòu)建二級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；確定數(shù)據(jù)分析子周期，構(gòu)建三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣；基于三級(jí)數(shù)據(jù)矩陣，計(jì)算深部不同位置與表觀變形的相關(guān)性矩陣；基于相關(guān)性矩陣，定性判斷表觀位移與深部位移相關(guān)性，給出滑坡整體滑移的深度范圍及滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明可識(shí)別滑移深度范圍，并捕捉滑移關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以科學(xué)地掌握滑坡的時(shí)空變化趨勢(shì)，為滑坡的安全治理措施布設(shè)提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員：馮業(yè)林,陳豪,史宏娟,寧宇,陳光明,任玉清,劉淵澤,馬行生,齊元龍,范雪楓,潘洲洋,焦洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26