[發明專利]一種基于電磁波標準圖譜的堤壩隱伏病險識別方法

在審

• 申請號: 202210511680.8
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN115063345A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 陸俊;明攀;孫飛;白傳貞;董茂干;范向前;喻江
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/74;G06V10/764
• 代理公司: 北京保識知識產權代理事務所(普通合伙) 11874
• 代理人: 姚天健

本發明公開了一種基于電磁波標準圖譜的堤壩隱伏病險識別方法，屬于水網工程結構安全技術領域，包括以下步驟：S1、構建存在隱伏病險缺陷的堤壩物理模型；S2、采用電磁波法對存在隱伏病險缺陷的堤壩物理模型進行檢測，建立隱伏病險缺陷的標準圖譜庫；S3、獲取實際堤壩的待識別探測圖像，將其與建立的隱伏病險缺陷標準圖譜進行匹配，識別實際堤壩存在的隱伏病險缺陷。本發明不僅解決了既有技術裝備探測結果多解性的難題，及以往僅依靠專業人員才能進行圖譜解譯的難題，實現了非專業人員讀圖辨識的突破，提升了管理人員隱伏病險的識別水平，而且提高了檢測圖像識別的準確性，且誤差控制在15%以內，同時節約了委托專業檢測機構咨詢服務的費用和時間。

技術領域

本發明屬于水網工程結構安全技術領域，特別涉及一種基于電磁波標準圖譜的堤壩隱伏病險識別方法。

背景技術

堤防大壩是防洪減災工程中重要的組成部分，是防御洪水泛濫，保護人民生命安全、財產安全和工農業生產的重要水利工程。堤壩在防洪、灌溉、供水、發電、航運等諸多方面發揮了巨大的經濟和社會效益。

目前許多堤防大壩問題日益增多，對工程的社會效益、經濟效益和全效益等帶來了嚴重威脅。由于河道堤防介質材料與結構復雜、水庫大壩體積龐大，不易布置完整的檢測點來獲取覆蓋結構全部的觀測數據。

地質雷達技術是基于地下檢測目標體與圍巖介質間存在的介電性差異為物質基礎，利用發射天線向被檢測介質發射高頻(106～109Hz)的脈沖電磁波，接收天線接收由被檢測介質內不同介電性界面反射回來的電磁反射波和直達波，利用介質內電磁波傳播路徑，電磁場強度和波形將隨所通過介質的電磁性質及幾何形態而變化的原理，通過研究反射波相對直達波的往返旅時、振幅、頻率和相位特征，達到確定被檢測介質內隱蔽物的一種檢測方法。地質雷達作為一種快速掃描、分辨率高，定位準確等的地球物理探測方法，已在不同類型工程中得到大量的應用，例如在堤壩的不密實區識別、底層界面識別、堤內浸潤線識別、堤內異物識別、裂縫識別、空洞識別等方面均有不同程度的應用。但采用地質雷達技術辨識堤壩險情隱伏病險的技術仍停留在需依靠專業人員才能讀圖辨識階段，在不依靠專家的情況下非專業人員(例如堤防和水庫管理部門及管理人員)尚不能通過圖譜快速識別隱伏病險缺陷，而導致應對措施滯后，同時受個人經驗對探測結果的多解性還會導致誤判或漏判。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于電磁波標準圖譜的堤壩隱伏病險識別方法。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種基于電磁波標準圖譜的堤壩隱伏病險識別方法，包括以下步驟：

S1、構建存在隱伏病險缺陷的堤壩物理模型；

S2、采用電磁波法對存在隱伏病險缺陷的堤壩物理模型進行檢測，建立隱伏病險缺陷的標準圖譜庫；

S3、獲取實際堤壩的待識別探測圖像，將其與建立的隱伏病險缺陷標準圖譜進行匹配，識別實際堤壩存在的隱伏病險缺陷。

優選的，步驟S1中，所述構建存在隱伏病險缺陷的堤壩物理模型，包括以下步驟：

S11、構建堤壩物理模型；

S12、在構建的堤壩物理模型中模擬不同的隱伏病險缺陷。

優選的，所述隱伏病險缺陷包括不密實、裂縫、滲漏通道、穿堤建筑物、分層沉降、空洞或富含水中的一種或者至少兩種的組合，典型但是非限制性的組合有：不密實與滲漏耦合、穿堤建筑物與滲漏耦合耦合、不密實與分層沉降耦合、及裂縫、富含水和滲漏耦合等。

優選的，步驟S3中，還包括對獲取實際堤壩的待識別探測圖像依次進行水平均衡、零漂校正、帶通濾波及反褶積處理。