本发明涉及岩土施工，具体涉及一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台及方法。
背景技术：
1、岩土施工是一项重要的工程活动。它涉及对岩土体的处理和改造，以满足各类建筑和基础设施的建设需求。包括地基处理、基坑支护、边坡加固等工作。通过钻探、灌浆、锚杆等技术手段，确保工程的稳定性和安全性，是建筑工程顺利开展的关键环节。
2、申请号为202010726628.5的发明专利中公开了一种岩土工程勘察系统，包括信息采集终端、信息处理终端、信息管理终端以及无线终端，其中，所述信息采集终端通过无线终端与信息处理终端通信连接，所述信息处理终端通过无线终端与信息管理终端通信连接。
3、该申请在于解决：“目前，我国的岩土工程勘察工作，除铁路、公路、桥梁等以外，主要是在各个城区及新的开发区块进行，根据国家相关规范及规定，每栋建筑物都必须按照现行规范进行勘察，况且国家规范承认的勘察方法仅局限于钻探、静探、动探以及取水化验等几种手段，势必造成同一地质单元、同一地层结构、同一区块进行相同重复的岩土工程勘察的现象，这样浪费了很多人力、物力以及财力”的问题。
4、然而，岩土施工过程中，往往由于岩土施工面较大，导致岩土施工面因施工裂缝而产生的施工风险无法得到全面的勘察管理，在岩土施工面裂缝长期累积、变劣，以至于引发连锁反应，造成岩土施工面不同程度的坍塌、陷落等安全问题，从而导致岩土施工过程中的现场作业人员作业安全无法得到保证。
5、为此，我们提出了一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台及方法。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台及方法，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
3、第一方面，一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，包括：采集层、识别层及评估层；
4、岩土施工区域的边界信息通过采集层上传，采集层基于上传的边界信息构建岩土施工区域模型，同步设定模型划分逻辑，基于划分逻辑划分岩土施工区域模型得到若干组子岩土施工区域模型，以各子岩土施工区域模型作为图像采集目标，采集岩土施工区域表层图像，岩土施工区域表层图像同步向识别层发送，识别层接收岩土施工区域表层图像，并同步基于各岩土施工区域表层图像识别岩土施工区域动态风险，评估层实时接收识别层识别到的岩土施工区域动态风险，基于岩土施工区域动态风险评估岩土施工安全性，同步在评估结果为岩土施工不安全时，定位岩土施工区域中不安全的区域；
5、所述识别层包括接收模块、处理模块及识别模块，接收模块用于接收岩土施工区域表层图像，对岩土施工区域表层图像进行储存，处理模块用于获取接收模块中储存的岩土施工区域表层图像，对岩土施工区域表层图像进行特征凸显处理，识别模块用于遍历特征凸显处理后的岩土施工区域表层图像，基于图像识别岩土施工区域动态风险；
6、所述岩土施工区域动态风险识别逻辑表示为：
7、
8、式中：k为岩土施工区域动态风险表现值；u为子岩土施工区域模型的集合；kv为第v组子岩土施工区域模型体现的岩土施工区域动态风险表现值；d(bq,bq+1)为第v组子岩土施工区域模型对应灰度图像在分割为3×3组子图像中，所有与相邻的子岩土施工区域模型存在交集区域的子图像的集合中特征判定值最大子图像，与第v+1组子岩土施工区域模型对应灰度图像中，所有与相邻的子岩土施工区域模型存在交集区域的子图像的集合中特征判定值最大子图像间的距离；d(aq,p0)为第v组子岩土施工区域模型对应灰度图像在分割为3×3组子图像中，所有不与相邻的子岩土施工区域模型存在交集区域的子图像的集合中特征判定值最大子图像，与第v组子岩土施工区域模型对应灰度图像中心的距离；
9、其中，岩土施工区域动态风险表现值k越大，表示岩土施工区域风险越低，反之，表示岩土施工区域风险越高；
10、所述接收模块通过无线网络交互连接有处理模块及识别模块，所述识别模块通过无线网络交互连接有相机模组，所述相机模组通过无线网络交互连接有划分模块及构建模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有评估模块，所述评估模块通过无线网络交互连接有定位模块及输出模块。
11、更进一步地，所述采集层包括构建模块、划分模块、相机模组，构建模块用于上传岩土施工区域边界信息，应用岩土施工区域边界信息构建岩土施工区域模型，划分模块用于接收构建模块中构建的岩土施工区域模型，对岩土施工区域模型进行划分，使岩土施工区域模型分解为若干组子岩土施工区域模型，相机模组用于拾取各子岩土施工区域模型的模型边界坐标，基于模型边界坐标确定岩土施工区域表层图像的采集区域，执行岩土施工区域表层图像的采集；
12、其中，构建模块运行阶段上传的岩土施工区域边界信息，即不少于三组的岩土施工区域边界坐标，构建模块基于岩土施工区域边界坐标相互连接以构成封闭区域，封闭区域即岩土施工区域模型，所述岩土施工区域模型为二维模型，所述相机模组由全景相机所集成，相机模组基于岩土施工区域模型的边界坐标及子岩土施工区域模型划分结果，确定子岩土施工区域模型的边界坐标，相机模组在采集岩土施工区域表层图像时，基于子岩土施工区域模型的边界坐标确定图像采集范围，采集子岩土施工区域模型的全景图像，即岩土施工区域表层图像。
13、更进一步地，所述划分模块中设定有模型划分逻辑，划分模块基于模型划分逻辑对岩土施工区域模型进行划分；
14、所述划分模块中设定的划分逻辑表示为：
15、基于岩土施工区域边界信息计算岩土施工区域模型大小，设定子岩土施工区域模型划分数量及大小，通过设定的子岩土施工区域模型划分数量及大小对岩土施工区域模型进行划分，使岩土施工区域模型被划分为与设定划分数量相等的子岩土施工区域模型，且各自岩土施工区域模型相互之间大小均相等；
16、其中，相邻的子岩土施工区域模型相互搭接，且子岩土施工区域模型相互搭接的模型区域，始终小于相互搭接子岩土施工区域模型中任意一组模型对应区域的二分之一。
17、更进一步地，所述划分模块中对于岩土施工区域模型划分所得各子岩土施工区域模型还服从：
18、
19、式中：n为子岩土施工区域模型的集合；s(pi∩pi+1)为相邻的第i组子岩土施工区域模型与第i+1组子岩土施工区域模型的交集区域大小；sp0为划分逻辑中设定的子岩土施工区域模型划分大小；q为划分逻辑中设定的子岩土施工区域模型划分数量；s0为岩土施工区域模型基于岩土施工区域边界信息确定的大小。
20、更进一步地，所述系统每次运行对于各子岩土施工区域模型仅采集一次岩土施工区域表层图像，所有采集的岩土施工区域表层图像覆盖岩土施工区域全局；
21、所述接收模块在接收岩土施工区域表层图像时，优先接收与相邻岩土施工区域表层图像交集区域大的岩土施工区域表层图像；
22、所述处理模块于识别层中连续运行，每次运行于接收模块中基于时序获取一组岩土施工区域表层图像，识别模块在处理模块获取到岩土施工区域表层图像，并对岩土施工区域表层图像处理后，跟随处理模块同步运行。
23、更进一步地，所述处理模块中，对于岩土施工区域表层图像的特征凸显处理操作为：
24、
25、式中：gray(i,j)为像素点(i，j)的输出灰度值；r(i,j)、g(i,j)、b(i,j)为像素点(i，j)基于r、g、b三通道的颜色分量；ω1、ω2、ω3为权重；χ为常数偏移量；c为特征判定值；n、m为灰度图像的行与列；gx,y为第x行第y列位置像素点的灰度值；fx,y为对应第x行第y列位置像素点的加权系数；
26、其中，权重ω1、ω2、ω3由系统端用户设定，且权重ω1、ω2、ω3之和为1，常数偏移量χ≥0，基于式(1)对岩土施工区域表层图像中每一像素点进行处理，以输出岩土施工区域表层图像的灰度图像，fx,y取值服从，fx,y∈(0，1]，第x行第y列位置像素点越靠近图像中心fx,y取值越大，反之，fx,y取值越小；
27、式(1)输出的灰度图像被进一步分割为3×3组子图像，以每组子图像作为式中(2)的计算目标，在各子图像求取特征判定值c后，将各组子图像分为两组子图像集合，一组子图像集合为所有不与相邻的子岩土施工区域模型存在交集区域的子图像的集合，另一组子图像集合为所有与相邻的子岩土施工区域模型存在交集区域的子图像的集合，在两组集合中分别拾取一组特征判定值c最大的子图像，基于拾取子图像在岩土施工区域表层图像中确定对应的区域图像，在岩土施工区域表层图像中确定的区域图像，即处理模块中对于岩土施工区域表层图像的特征凸显处理结果。
28、更进一步地，所述评估层包括评估模块、定位模块及输出模块，评估模块用于连续接收识别层中识别到的岩土施工区域动态风险，基于连续接收的岩土施工区域动态风险评估岩土施工是否安全，定位模块用于获取评估模块中岩土施工是否安全的评估结果，在评估结果为否时，定位岩土施工区域中不安全的区域，输出模块用于接收定位模块中定位的岩土施工区域中不安全区域，获取不安全区域坐标并输出；
29、其中，评估模块中岩土施工是否安全的评估逻辑表示为：
30、
31、式中：k1、k2、k3、......为评估模块连续接收的岩土施工区域动态风险表现值；ko为岩土施工区域动态风险判定值；
32、其中，k1、k2、k3、......基于识别时序进行排序，k1、k2、k3、......不少于三组，k1为最早识别到的岩土施工区域动态风险表现值，岩土施工区域动态风险判定值ko基于系统端用户自定义，上式中，任意一式成立，表示当前岩土施工状态不安全，反之，表示当前岩土施工状态安全。
33、更进一步地，所述定位模块中岩土施工区域中不安全的区域的定位逻辑表示为：
34、kv1＞kv2＞kv3＞......；
35、式中：kv1、kv2、kv3、......为第v组子岩土施工区域模型基于k1、k2、k3、......在求取时，体现的岩土施工区域动态风险表现值；
36、其中，kv1、kv2、kv3、......基于识别时序进行排序，kv1为最早识别到的岩土施工区域动态风险表现值，基于上式，以每一子岩土施工区域模型作为判定目标，对符合上式的子岩土施工区域模型对应区域判定为岩土施工区域中不安全的区域。
37、第二方面，一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理方法，包括：
38、s1：上传岩土施工区域边界信息，构建岩土施工区域模型，对岩土施工区域模型进行划分，得到若干组子岩土施工区域模型；
39、s2：根据子岩土施工区域模型对应区域，执行岩土施工区域表层图像的采集，对采集的岩土施工区域表层图像执行特征凸显处理；
40、s3：获取岩土施工区域表层图像的特征凸显处理结果，应用特征凸显处理结果识别岩土施工区域动态风险；
41、s4：连续记录岩土施工区域动态风险识别结果，根据连续记录的识别结果评估当前岩土施工是否安全；
42、s5：在评估结果为当前岩土施工不安全时，对岩土施工区域中不安全的区域进行定位及输出。
43、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下
44、有益效果：
45、本发明提供一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，该平台在运行过程中，以设定的岩土施工区域表面图像采集逻辑，对岩土施工区域表层图像进行全局采集，进而基于图像分析，对岩土施工区域表层可能存在裂缝的位置进行捕捉，进一步根据捕捉到的可能存在裂缝的岩土施工区域表层位置联合分析，对岩土施工区域的施工安全风险进行评估判定，并在评估结果为不安全时，还能够针对性的对岩土施工区域表层风险较大的区域进行定位并反馈，从而以此，较大限度的、全面的对岩土施工提供施工安全勘察管理，且该方案实施阶段，对人工操作需求度较低，总体节能、高效、智能；
46、此外，基于一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理方法的进一步配置，为上述平台运行提供辅助逻辑支持，确保由上述平台及方法组成的技术方案在具体实施应用阶段，更加稳定可靠。
1.一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，包括：采集层、识别层及评估层；
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述采集层包括构建模块、划分模块、相机模组，构建模块用于上传岩土施工区域边界信息，应用岩土施工区域边界信息构建岩土施工区域模型，划分模块用于接收构建模块中构建的岩土施工区域模型，对岩土施工区域模型进行划分，使岩土施工区域模型分解为若干组子岩土施工区域模型，相机模组用于拾取各子岩土施工区域模型的模型边界坐标，基于模型边界坐标确定岩土施工区域表层图像的采集区域，执行岩土施工区域表层图像的采集；
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述划分模块中设定有模型划分逻辑，划分模块基于模型划分逻辑对岩土施工区域模型进行划分；
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述划分模块中对于岩土施工区域模型划分所得各子岩土施工区域模型还服从：
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述系统每次运行对于各子岩土施工区域模型仅采集一次岩土施工区域表层图像，所有采集的岩土施工区域表层图像覆盖岩土施工区域全局；
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述处理模块中，对于岩土施工区域表层图像的特征凸显处理操作为：
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述评估层包括评估模块、定位模块及输出模块，评估模块用于连续接收识别层中识别到的岩土施工区域动态风险，基于连续接收的岩土施工区域动态风险评估岩土施工是否安全，定位模块用于获取评估模块中岩土施工是否安全的评估结果，在评估结果为否时，定位岩土施工区域中不安全的区域，输出模块用于接收定位模块中定位的岩土施工区域中不安全区域，获取不安全区域坐标并输出；
8.根据权利要求7所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述定位模块中岩土施工区域中不安全的区域的定位逻辑表示为：
9.根据权利要求1所述的一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台，其特征在于，所述接收模块通过无线网络交互连接有处理模块及识别模块，所述识别模块通过无线网络交互连接有相机模组，所述相机模组通过无线网络交互连接有划分模块及构建模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有评估模块，所述评估模块通过无线网络交互连接有定位模块及输出模块。
10.一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理方法，所述方法是对如权利要求1-9中任意一项所述一种基于无人机航拍的岩土施工勘察管理平台的实施方法，其特征在于，包括：
