本技術(shù)涉及邊坡變化監(jiān)測(cè)，尤其是涉及一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、海砂是海中的砂石，顆粒度較大的為砂，一般以厘米為單位；海砂主要用途包括建筑材料、玻璃制造、鑄造、化工、人工充填等；海砂在人工開(kāi)采之后，會(huì)形成采砂坑，也會(huì)造成海底地形地貌的變化。

2、海底采砂坑通常具有陡峭的邊坡，在海洋動(dòng)力環(huán)境下，采砂坑邊坡可能會(huì)發(fā)生滑坡導(dǎo)致采砂坑范圍擴(kuò)大，且采砂坑滑坡會(huì)對(duì)鄰近海底管道造成損壞，而目前的采砂坑邊坡的監(jiān)測(cè)方法是對(duì)海底表面進(jìn)行分析，未考慮到采砂坑邊坡穩(wěn)定性的影響，監(jiān)測(cè)效果欠佳，存在有海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)效率較低的缺陷，因此準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)識(shí)別海底采砂坑的邊坡變化，對(duì)于分析評(píng)估采砂坑對(duì)鄰近海底管道的影響具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高對(duì)海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)效率，便于分析評(píng)估采砂坑對(duì)鄰近海底管道的影響情況，本技術(shù)提供一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

2、第一方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法，包括：

4、識(shí)別目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道，并獲取對(duì)應(yīng)的海底管道的管線屬性參數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)海底采砂區(qū)域的gis和所述海底管道的管線屬性參數(shù)，制定生成所述目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道分布圖；

5、采集采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，根據(jù)所述邊坡地形數(shù)據(jù)在目標(biāo)海底采砂區(qū)域生成若干個(gè)邊坡單元；

6、以每個(gè)邊坡單元為基本單元，識(shí)別并獲取對(duì)應(yīng)的邊坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指數(shù)和對(duì)應(yīng)的邊坡災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指數(shù)；根據(jù)所述邊坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指數(shù)、所述邊坡災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果；

7、獲取每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)，基于每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，將所述海底管道分布圖與全部的邊坡單元進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，并生成所述目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型；

8、在所述邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型中，基于每個(gè)邊坡單元在不同的數(shù)據(jù)采集周期的邊坡地形數(shù)據(jù)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，得到目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡變化趨勢(shì)。

9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在對(duì)海底采砂坑進(jìn)行變化監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，為便于分析評(píng)估采砂坑對(duì)鄰近海底管道的影響情況，先識(shí)別目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道的分布情況和海底管道的管線屬性參數(shù)，以根據(jù)目標(biāo)海底采砂區(qū)域的gis制定生成海底管道分布圖，通過(guò)海底管道分布圖可得到海底管道的分布情況和對(duì)應(yīng)的空間位置信息，接著采集獲取采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，以利用采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)構(gòu)建該目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡坡度、邊坡等深線的溝谷面劃分的評(píng)價(jià)單元，邊坡單元是海底采砂坑的不穩(wěn)定評(píng)價(jià)區(qū)域，屬于邊坡滑坡易發(fā)區(qū)域；具體地，以邊坡單元作為海底采砂坑的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)單元，從采砂坑邊坡的災(zāi)害易發(fā)性和災(zāi)害危險(xiǎn)性兩個(gè)評(píng)價(jià)因素，在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中，綜合分析得到每個(gè)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，提高海底采砂坑的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

10、進(jìn)一步地，為提供直觀可靠的海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)每個(gè)邊坡單元在海底采砂坑的位置數(shù)據(jù)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型，從而便于通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型獲知到采砂坑作業(yè)對(duì)海底管道的影響程度；由于在實(shí)際的邊坡變化監(jiān)測(cè)作業(yè)中，會(huì)基于預(yù)設(shè)的采集時(shí)間周期定期進(jìn)行邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集，因而每個(gè)邊坡單元在不同的數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)的邊坡地形數(shù)據(jù)的變化，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的變化，都可通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型得到海底采砂坑的邊坡變化趨勢(shì)，即便于檢測(cè)海底采砂坑的邊坡變化過(guò)程，提高了對(duì)海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)效率；通過(guò)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于采砂作業(yè)人員在采砂坑進(jìn)行采砂作業(yè)時(shí)，提前采取必要的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，如避開(kāi)邊坡滑坡可能性較大的區(qū)域，有利于保障采砂作業(yè)人員的人身安全，且有利于提高海底采砂坑的采砂作業(yè)效率。

11、本技術(shù)在一較佳示例中：所述采集采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，根據(jù)邊坡地形數(shù)據(jù)在目標(biāo)海底采砂區(qū)域生成若干個(gè)邊坡單元，具體包括：

12、按照預(yù)設(shè)周期采集采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，對(duì)所述邊坡地形數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到處理后的采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)；

13、基于處理后的采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)進(jìn)行正反向洼地填充，生成對(duì)應(yīng)的水流流向圖；根據(jù)所述水流流向圖計(jì)算所述水流匯流數(shù)據(jù)，并生成集水流域；

14、根據(jù)所述集水流域的位置數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的邊坡坡度數(shù)據(jù)；將所述邊坡坡度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的坡度閾值進(jìn)行比較；

15、在所述集水流域的邊坡坡度數(shù)據(jù)大于或等于預(yù)設(shè)的坡度閾值時(shí)，生成初始邊坡單元；根據(jù)所述邊坡地形數(shù)據(jù)對(duì)所述初始邊坡單元進(jìn)行修正得到若干個(gè)邊坡單元。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將采集的采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、平滑和數(shù)據(jù)修復(fù)空值等預(yù)處理，以提高后續(xù)邊坡單元的分析精度和準(zhǔn)確度；根據(jù)處理后的邊坡地形數(shù)據(jù)進(jìn)行正反向洼地填充，以形成對(duì)應(yīng)區(qū)域的水流流向圖，根據(jù)水流流向圖計(jì)算采砂坑邊坡的水流的退水路徑和孤立區(qū)域；集水流域是指流域邊界，表征特定區(qū)域的水流歸集范圍，下一步再判斷當(dāng)前的集水流域所處的采砂坑的實(shí)際地理位置的邊坡坡度數(shù)據(jù)，根據(jù)邊坡坡度數(shù)據(jù)的坡度數(shù)值大小，可判斷當(dāng)前的采砂坑邊坡是否處于不穩(wěn)定狀態(tài)，即在判斷識(shí)別到集水流域的邊坡坡度數(shù)據(jù)大于或等于坡度閾值時(shí)，表征當(dāng)前所處的集水流域?qū)儆诓环€(wěn)定狀態(tài)，接著制定生成初始邊坡單元，再根據(jù)區(qū)域地質(zhì)的實(shí)際情況對(duì)初始邊坡單元進(jìn)行修正，得到所需分析的邊坡單元，實(shí)現(xiàn)了劃分出邊坡滑坡風(fēng)險(xiǎn)較高的邊坡地質(zhì)區(qū)域的效果。

17、本技術(shù)在一較佳示例中：所述獲取每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)，基于每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，將海底管道分布圖與全部的邊坡單元進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，并生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型之后，包括：

18、在目標(biāo)海底采砂區(qū)域設(shè)置監(jiān)測(cè)中心樁和多個(gè)間隔設(shè)置的監(jiān)測(cè)樁，多個(gè)所述監(jiān)測(cè)樁沿所述監(jiān)測(cè)中心樁的四周布設(shè)，所述監(jiān)測(cè)中心樁和多個(gè)所述監(jiān)測(cè)樁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均設(shè)置有g(shù)ps測(cè)量裝置；

19、基于預(yù)設(shè)的第一采集周期，獲得在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)以gps靜態(tài)監(jiān)測(cè)方式，得到的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，基于各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算得到坐標(biāo)位移變化信息；

20、基于預(yù)設(shè)的第二采集周期，在監(jiān)測(cè)中心樁安裝三維激光掃描裝置，并在三維激光掃描裝置的監(jiān)測(cè)掃描范圍內(nèi)，在多個(gè)所述監(jiān)測(cè)樁的監(jiān)測(cè)點(diǎn)中鎖定若干個(gè)目標(biāo)追蹤點(diǎn)；

21、依據(jù)所述三維激光掃描裝置的邊坡掃描數(shù)據(jù)，獲取采砂坑邊坡的各個(gè)目標(biāo)追蹤點(diǎn)對(duì)應(yīng)的邊坡變形信息。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)將gps監(jiān)測(cè)定位與三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)獲取采砂坑邊坡的坐標(biāo)位移變化信息獲取采砂坑邊坡表面的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)的位移變化情況，同時(shí)通過(guò)若干個(gè)目標(biāo)追蹤點(diǎn)的邊坡變形信息，可獲取目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡變形情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)采砂坑邊坡地質(zhì)災(zāi)害的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，可以提高監(jiān)測(cè)采砂坑邊坡的智能預(yù)測(cè)效果。

23、本技術(shù)在一較佳示例中：所述gps測(cè)量裝置還用于測(cè)量采砂坑邊坡的水位高程變化；還包括：

24、獲取采砂坑邊坡當(dāng)前的水位變化數(shù)據(jù)，

25、基于當(dāng)前采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的水位變化閾值；

26、將所述采砂坑邊坡的水位變化數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的水位變化閾值進(jìn)行比對(duì)，在所述水位變化數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)設(shè)的水位變化閾值時(shí)，調(diào)整當(dāng)前采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集周期。

27、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采砂坑邊坡的水位循環(huán)變化是產(chǎn)生邊坡滑坡的主要原因，通過(guò)檢測(cè)采砂坑的水位高程變化決定邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集周期增加或減少，如邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集周期與水位變化量、變化速率呈正比，在便于對(duì)采砂坑邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)，提高對(duì)采砂坑邊坡的測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。

28、本技術(shù)在一較佳示例中：所述獲取每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)，基于每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，將海底管道分布圖與全部的邊坡單元進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，并生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型之后，還包括：

29、基于獲取的采砂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指令確定若干個(gè)不同的采砂的施工位置，根據(jù)所述海底管道分布圖及若干個(gè)采砂的施工位置，獲取不同距離范圍的海底管道的分布位置參數(shù)和管道類型，并獲取不同距離范圍內(nèi)的海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)；

30、基于若干個(gè)不同的所述采砂的施工位置和所述海底管道的分布位置參數(shù)計(jì)算各個(gè)采砂的施工位置與若干條海底管道之間的距離，得到不同的管徑距離信息；基于不同的管徑距離信息計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的采砂施工距離；

31、將若干個(gè)不同的采砂的施工位置、海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的采砂施工距離輸入至邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型中，識(shí)別并獲取不同的采砂的施工位置對(duì)應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值，基于所述施工風(fēng)險(xiǎn)閾值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分得到施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果。

32、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用綜合風(fēng)險(xiǎn)因素的分析方式分析若干個(gè)采砂的施工位置的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，綜合風(fēng)險(xiǎn)因素包括不同距離范圍內(nèi)的海底管道、海底管道的管線類型，不同距離范圍內(nèi)的周邊海底環(huán)境的海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)，即采砂作業(yè)人員在進(jìn)行采砂作業(yè)的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，需要考慮采砂的施工位置與海底管線之間的距離，因而需要基于實(shí)際的采砂的施工位置與海底管道的分布位置參數(shù)、計(jì)算施工位置與多條海底管線之間的距離，以得到不同的管徑距離信息，基于不同類型的海底管道與施工位置之間的距離相同時(shí)，所劃分的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值也不盡相同，即同一施工位置的不同海底管道的管線類型、不同的海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)所劃分的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值不盡相同，因而需要基于目標(biāo)海底采砂區(qū)域的實(shí)際海底管道類型、海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的采砂施工距離獲取對(duì)應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值，以得到對(duì)應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，有利于提高海底采砂坑采砂作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)精確度，為采砂作業(yè)人員的采砂作業(yè)提供施工風(fēng)險(xiǎn)的智能預(yù)測(cè)，以有效避免在采砂作業(yè)時(shí)挖穿或損壞海底管道的情況。

33、本技術(shù)在一較佳示例中：還包括：

34、將測(cè)量到的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和邊坡掃描數(shù)據(jù)輸入預(yù)設(shè)的觀測(cè)處理數(shù)據(jù)集，所述觀測(cè)處理數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)有歷史測(cè)量數(shù)據(jù)，基于所述歷史測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和邊坡掃描數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)均值數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的中誤差數(shù)據(jù)；

35、若所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)或邊坡掃描數(shù)據(jù)的中誤差數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的中誤差閾值，則將對(duì)應(yīng)的所述監(jiān)測(cè)均值數(shù)據(jù)輸出至預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端，若所述三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)或邊坡掃描數(shù)據(jù)的中誤差數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)的中誤差閾值，則增加采集測(cè)量數(shù)據(jù)；

36、根據(jù)預(yù)設(shè)的粗大誤差準(zhǔn)則對(duì)增加的所述測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷過(guò)濾；若判斷過(guò)濾后的所述觀測(cè)處理數(shù)據(jù)集中的測(cè)量數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的數(shù)量閾值，則增加采集測(cè)量數(shù)據(jù)；

37、重新計(jì)算當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)，若當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)仍大于預(yù)設(shè)的所述中誤差閾值，使用預(yù)設(shè)的驅(qū)使突變點(diǎn)檢測(cè)方法分析所述采集測(cè)量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，以得到趨勢(shì)變化信息；若當(dāng)前的所述中誤差數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的所述中誤差閾值，則將對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)均值數(shù)據(jù)輸出至預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端。

38、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)從數(shù)據(jù)誤差分析的角度提出數(shù)據(jù)分析過(guò)濾等的數(shù)據(jù)處理方式，以達(dá)到提高gps測(cè)量裝置和三維激光掃描裝置的測(cè)量精度，具體地，數(shù)據(jù)誤差主要包括系統(tǒng)誤差、粗大誤差和隨機(jī)誤差，系統(tǒng)誤差是工具誤差，調(diào)整誤差、方法誤差等；其中粗大誤差的來(lái)源是使用有缺陷的測(cè)量?jī)x器、儀器受外界干擾而發(fā)生的指示突變等；隨機(jī)誤差是測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員的影響而產(chǎn)生，首先設(shè)定gps測(cè)量裝置和三維激光掃描裝置在依次的采集周期內(nèi)，連續(xù)采集3次或3次以上的采集測(cè)量數(shù)據(jù)，接著將中誤差數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的中誤差閾值進(jìn)行比對(duì)，在中誤差數(shù)據(jù)大于中誤差閾值時(shí)，表征采集測(cè)量數(shù)據(jù)不符合相關(guān)的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，反之則符合數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過(guò)粗大誤差準(zhǔn)則對(duì)篩選出來(lái)的粗大誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，即刪除無(wú)效數(shù)據(jù)，此時(shí)重新計(jì)算當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)，若當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)仍大于預(yù)設(shè)的中誤差閾值，使用驅(qū)使突變點(diǎn)檢測(cè)方法分析采集測(cè)量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，以對(duì)被測(cè)目標(biāo)(目標(biāo)跟蹤點(diǎn)和邊坡的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))的變化狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，提高對(duì)海底采砂坑邊坑的變化檢測(cè)效率，并提升采砂坑變化的采集測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。

39、本技術(shù)在一較佳示例中：所述基于若干個(gè)不同的所述采砂的施工位置和所述海底管道的分布位置參數(shù)計(jì)算各個(gè)采砂的施工位置與若干條海底管道之間的距離，得到不同的管徑距離信息，具體包括：

40、將若干個(gè)不同的采砂的施工位置、沿對(duì)應(yīng)的施工位置的中心軸線獲取多個(gè)采砂的軸線的點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)(xi，yi，zi)，基于若干條所述海底管道的分布位置參數(shù)，依次沿多條所述海底管道的軸線獲取多個(gè)軸線的點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)(xj，yj，zj)；

41、通過(guò)公式(1)計(jì)算采砂的施工位置與海底管道之間的距離：

42、

43、設(shè)s為采砂的施工位置與海底管道之間的距離，選取某一個(gè)采砂的施工位置的起始點(diǎn)建立x軸、y軸和z軸，設(shè)x′為施工位置的中心軸線坐標(biāo)和海底管道的軸線坐標(biāo)兩者之間在x軸上的距離，y′為施工位置的中心軸線坐標(biāo)和海底管道的軸線坐標(biāo)兩者之間在y軸上的距離，z′為施工位置的中心軸線坐標(biāo)和海底管道的軸線坐標(biāo)兩者之間在z軸上的距離，dk為施工位置的指定的橫截面直徑，rg為采砂的施工位置的管半徑；

44、其中，分別由公式(2)、公式(3)、公式(4)計(jì)算得到：

45、

46、

47、

48、其中，y1為施工位置的中心軸線的點(diǎn)坐標(biāo)距離采砂的施工位置的起始點(diǎn)在y軸上的距離，其中y2為海底管道的軸線的點(diǎn)坐標(biāo)距離采砂的施工位置的起始點(diǎn)在y軸上的距離；水平夾角α是施工位置的起始點(diǎn)至施工位置的軸線、海底管道的軸線在水平面上投影的夾角；垂直夾角β是指施工位置的中心軸線的起始點(diǎn)至海底管道的坐標(biāo)點(diǎn)之間的距離線與水平面之間的夾角；x1為施工位置的中心軸線的點(diǎn)坐標(biāo)距離采砂的施工位置的起始點(diǎn)在x軸上的距離；x2為海底管道的軸線的點(diǎn)坐標(biāo)距離采砂的施工位置的起始點(diǎn)在x軸上的距離。

49、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，先采用公式(2)、(3)和(4)計(jì)算得到若干個(gè)采砂的施工位置的中心軸線與海底管道的軸線點(diǎn)坐標(biāo)兩者之間在x軸、y軸上的距離，以便于計(jì)算不同的采砂施工位置的中心軸線點(diǎn)坐標(biāo)與不同條的海底管道的軸線點(diǎn)坐標(biāo)之間的距離，以得到不同的管徑距離信息，便于后續(xù)分析采砂作業(yè)的采砂施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

50、第二方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

51、一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：用于執(zhí)行如上所述的一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法，系統(tǒng)包括：

52、管道信息采集模塊，用于識(shí)別目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道，并獲取對(duì)應(yīng)的海底管道的管線屬性參數(shù)；根據(jù)目標(biāo)海底采砂區(qū)域的gis和海底管道的管線屬性參數(shù)，制定生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道分布圖；

53、邊坡單元生成模塊，用于采集采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，根據(jù)邊坡地形數(shù)據(jù)在目標(biāo)海底采砂區(qū)域生成若干個(gè)邊坡單元；

54、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模塊，用于以每個(gè)邊坡單元為基本單元，識(shí)別并獲取對(duì)應(yīng)的邊坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指數(shù)和對(duì)應(yīng)的邊坡災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指數(shù)；根據(jù)邊坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)指數(shù)、邊坡災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果；

55、風(fēng)險(xiǎn)模型制定模塊，用于獲取每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)，基于每個(gè)邊坡單元的位置數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，將海底管道分布圖與全部的邊坡單元進(jìn)行對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)，并生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型；在邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型中，基于每個(gè)邊坡單元在不同的數(shù)據(jù)采集周期的邊坡地形數(shù)據(jù)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，得到目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡變化趨勢(shì)。

56、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，在對(duì)海底采砂坑進(jìn)行變化監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，為便于分析評(píng)估采砂坑對(duì)鄰近海底管道的影響情況，先識(shí)別目標(biāo)海底采砂區(qū)域的海底管道的分布情況和海底管道的管線屬性參數(shù)，已根據(jù)目標(biāo)海底采砂區(qū)域的gis制定生成海底管道分布圖，通過(guò)海底管道分布圖可得到海底管道的分布情況和對(duì)應(yīng)的空間位置信息，接著采集獲取采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)，以利用采砂坑邊坡的邊坡地形數(shù)據(jù)構(gòu)建該目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡坡度、邊坡等深線的溝谷面劃分的評(píng)價(jià)單元，是海底采砂坑的不穩(wěn)定評(píng)價(jià)區(qū)域，屬于邊坡滑坡易發(fā)區(qū)域；具體地，以邊坡單元作為海底采砂坑的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)單元，從采砂坑邊坡的災(zāi)害易發(fā)性和災(zāi)害危險(xiǎn)性兩個(gè)評(píng)價(jià)因素，在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中，綜合分析得到每個(gè)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，提高海底采砂坑的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

57、進(jìn)一步地，為提供直觀可靠的海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)每個(gè)邊坡單元在海底采砂坑的位置數(shù)據(jù)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型，從而便于通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型獲知到采砂坑作業(yè)對(duì)海底管道的影響程度；由于在實(shí)際的邊坡變化監(jiān)測(cè)作業(yè)中，會(huì)基于預(yù)設(shè)的采集時(shí)間周期定期進(jìn)行邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集，因而每個(gè)邊坡單元在不同的數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)的邊坡地形數(shù)據(jù)的變化，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的變化，都可通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型得到海底采砂坑的邊坡變化趨勢(shì)，即便于檢測(cè)海底采砂坑的邊坡變化過(guò)程，提高了對(duì)海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)效率；通過(guò)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于采砂作業(yè)人員在采砂坑進(jìn)行采砂作業(yè)時(shí)，提前采取必要的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，如避開(kāi)邊坡滑坡可能性較大的區(qū)域，有利于保障采砂作業(yè)人員的人身安全，且有利于提高海底采砂坑的采砂作業(yè)效率。

58、第三方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

59、一種智能設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法的步驟。

60、第四方面，本技術(shù)的發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

61、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種海底采砂坑邊坡變化監(jiān)測(cè)方法的步驟。

62、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

63、1.在對(duì)海底采砂坑進(jìn)行變化監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，為便于分析評(píng)估采砂坑對(duì)鄰近海底管道的影響情況，先以邊坡單元作為海底采砂坑的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)單元，從采砂坑邊坡的災(zāi)害易發(fā)性和災(zāi)害危險(xiǎn)性兩個(gè)評(píng)價(jià)因素，在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)過(guò)程中，綜合分析得到每個(gè)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，提高海底采砂坑的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性；進(jìn)一步地，為提供直觀可靠的海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)每個(gè)邊坡單元在海底采砂坑的位置數(shù)據(jù)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)生成目標(biāo)海底采砂區(qū)域的邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型，從而便于通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型獲知到采砂坑作業(yè)對(duì)海底管道的影響程度；由于在實(shí)際的邊坡變化監(jiān)測(cè)作業(yè)中，會(huì)基于預(yù)設(shè)的采集時(shí)間周期定期進(jìn)行邊坡地形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集，因而每個(gè)邊坡單元在不同的數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)的邊坡地形數(shù)據(jù)的變化，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果的變化，都可通過(guò)邊坡管道風(fēng)險(xiǎn)分布模型得到海底采砂坑的邊坡變化趨勢(shì)，即便于檢測(cè)海底采砂坑的邊坡變化過(guò)程，提高了對(duì)海底采砂坑邊坡的變化監(jiān)測(cè)效率；通過(guò)邊坡單元的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于采砂作業(yè)人員在采砂坑進(jìn)行采砂作業(yè)時(shí)，提前采取必要的風(fēng)險(xiǎn)防范措施，如避開(kāi)邊坡滑坡可能性較大的區(qū)域，有利于保障采砂作業(yè)人員的人身安全，且有利于提高海底采砂坑的采砂作業(yè)效率；2.采用綜合風(fēng)險(xiǎn)因素的分析方式分析若干個(gè)采砂的施工位置的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，綜合風(fēng)險(xiǎn)因素包括不同距離范圍內(nèi)的海底管道、海底管道的管線類型，不同距離范圍內(nèi)的周邊海底環(huán)境的海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)，即采砂作業(yè)人員在進(jìn)行采砂作業(yè)的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，需要考慮采砂的施工位置與海底管線之間的距離，因而需要基于實(shí)際的采砂的施工位置與海底管道的分布位置參數(shù)、計(jì)算施工位置與多條海底管線之間的距離，以得到不同的管徑距離信息，基于不同類型的海底管道與施工位置之間的距離相同時(shí)，所劃分的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值也不盡相同，即同一施工位置的不同海底管道的管線類型、不同的海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)所劃分的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值不盡相同，因而需要基于目標(biāo)海底采砂區(qū)域的實(shí)際海底管道類型、海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的采砂施工距離獲取對(duì)應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)閾值，以得到對(duì)應(yīng)的施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，有利于提高海底采砂坑采砂作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)精確度，為采砂作業(yè)人員的采砂作業(yè)提供施工風(fēng)險(xiǎn)的智能預(yù)測(cè)，以有效避免在采砂作業(yè)時(shí)挖穿或損壞海底管道的情況；

64、3.從數(shù)據(jù)誤差分析的角度提出數(shù)據(jù)分析過(guò)濾等的數(shù)據(jù)處理方式，以達(dá)到提高gps測(cè)量裝置和三維激光掃描裝置的測(cè)量精度，具體地，數(shù)據(jù)誤差主要包括系統(tǒng)誤差、粗大誤差和隨機(jī)誤差，系統(tǒng)誤差是工具誤差，調(diào)整誤差、方法誤差等；其中粗大誤差的來(lái)源是使用有缺陷的測(cè)量?jī)x器、儀器受外界干擾而發(fā)生的指示突變等；隨機(jī)誤差是測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員的影響而產(chǎn)生，首先設(shè)定gps測(cè)量裝置和三維激光掃描裝置在依次的采集周期內(nèi)，連續(xù)采集3次或3次以上的采集測(cè)量數(shù)據(jù)，接著將中誤差數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的中誤差閾值進(jìn)行比對(duì)，在中誤差數(shù)據(jù)大于中誤差閾值時(shí)，表征采集測(cè)量數(shù)據(jù)不符合相關(guān)的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，反之則符合數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過(guò)粗大誤差準(zhǔn)則對(duì)篩選出來(lái)的粗大誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，即刪除無(wú)效數(shù)據(jù)，此時(shí)重新計(jì)算當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)，若當(dāng)前的中誤差數(shù)據(jù)仍大于預(yù)設(shè)的中誤差閾值，使用驅(qū)使突變點(diǎn)檢測(cè)方法分析采集測(cè)量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，以對(duì)被測(cè)目標(biāo)(目標(biāo)跟蹤點(diǎn)和邊坡的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù))的變化狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，提高對(duì)海底采砂坑邊坑的變化檢測(cè)效率，并提升采砂坑變化的采集測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量精度。