基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法、装置及介质

本发明属于河流堤坝监测，具体涉及一种基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法、装置及介质。

背景技术：

1、防御河道洪水的主要工程是堤防，堤防的关键节点是固滩保堤的险工与控导工程等。这些工程大多为土基的丁坝群组成，由坦石及根石堆砌做基础保护，一般布置在丁坝迎流面、坝头等位置。丁坝等坝岸工程的稳定与否直接取决于根石的稳定性以及与其密切相关的基础完整程度。

2、洪水期这些基础根石都在水下，看不到实际状况如何，如果根石走失过多且未及时发现和抢护，丁坝坝身可能发生裂缝、蛰陷、墩蛰或滑塌等险情，甚至导致坝岸垮塌出险。因此，实时、准确地判断丁坝根石是否走失对于防汛抢险起着至关重要的作用。

3、目前，对于丁坝根石的走失检测较常用的方式是接触式探测方法，如探水杆探测法、铅鱼探测法以及人工锥探法等，采用这样的方式准确度较低，且不能实时监测根石的走失情况，容易出现由于大量根石走失而未能及时发现和抢护进而导致丁坝出现险情的情况，给防汛抢险工作带来了极大的不便。

4、因此，如何提供一种有效的方案以便对堤坝的根石走失情况进行实时监测，已成为现有技术中一亟待解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法、装置及介质，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法，用于丁坝根石台的根石走失监测，所述丁坝根石台的根石间填充有指定颜色且由聚氨酯发泡材料制成的示踪体，包括：

4、获取所述丁坝根石台所在区域的河面的监控视频；

5、对所述监控视频进行目标识别，识别出所述监控视频是否存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体；

6、当监控视频中存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体时，通过流场实时测量系统获取河面的当前水流速度；

7、基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置以便确定出丁坝根石台当前走失根石所对应的走失位置。

8、在一个可能的设计中，所述丁坝根石台划分有多个区域，不同区域的根石间填充有不同指定颜色的示踪体，所述对所述监控视频进行目标识别，识别出所述监控视频是否存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体，包括：

9、对所述监控视频进行目标识别，识别出所述监控视频是否存在与所述多个区域中某一区域填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体；

10、所述基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置以便确定出丁坝根石台当前走失根石所对应的走失位置，包括：

11、基于目标示踪体所对应的颜色，确定出目标示踪体所对应的走失区域；

12、基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在所述走失区域的填充位置以便确定出丁坝根石台当前走失根石在所述走失区域的走失位置。

13、在一个可能的设计中，所述方法还包括：

14、统计在当前时间点之前的所检测的所有目标示踪体中各种颜色的目标示踪体的数量以及各目标示踪体所对应的走失位置；

15、基于当前时间点之前的所检测的所有目标示踪体中各种颜色的目标示踪体的数量以及各目标示踪体所对应的走失位置，预测丁坝根石台的各区域在当前时间点之前所走失的根石数量及走失根石的分布情况。

16、在一个可能的设计中，所述方法还包括：

17、统计在当前时间点之前的所检测的所有目标示踪体中各目标示踪体所对应的尺寸；

18、所述基于当前时间点之前的所检测的所有目标示踪体中各种颜色的目标示踪体的数量以及各目标示踪体所对应的走失位置，预测丁坝根石台的各区域在当前时间点之前所走失的根石数量及走失根石的分布情况，包括：

19、基于当前时间点之前的所检测的所有目标示踪体中各种颜色的目标示踪体的数量、各目标示踪体所对应的走失位置以及各目标示踪体所对应的尺寸，预测丁坝根石台的各区域在当前时间点之前所走失的根石数量及走失根石的分布情况。

20、在一个可能的设计中，所述方法还包括：

21、如果当前时间点之前所走失的根石数量超出预设阈值，则生成报警提示信息。

22、在一个可能的设计中，所述方法还包括：

23、根据丁坝根石台所在区域的河面的监控视频，检测出所述丁坝根石台所在区域的水位深度；

24、所述基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置，包括：

25、基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度、目标示踪体的扰流阻力系数以及所述丁坝根石台所在区域的水位深度，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置。

26、在一个可能的设计中，所述根据丁坝根石台所在区域的河面的监控视频，检测出所述丁坝根石台所在区域的水位深度，包括：

27、将所述监控视频中的至少一帧图像输入预先训练的水位预测模型进行运算，得到所述丁坝根石台所在区域的水位深度；

28、其中，所述水位预测模型是以所述丁坝根石台所在区域的河面监控图像为输入，所述丁坝根石台所在区域的水位深度为输出进行训练得到的。

29、第二方面，本发明提供了一种基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测装置，用于丁坝根石台的根石走失监测，所述丁坝根石台的根石间填充有指定颜色且由聚氨酯发泡材料制成的示踪体，所述基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测装置包括：

30、第一获取单元，用于获取所述丁坝根石台所在区域的河面的监控视频；

31、目标识别单元，用于对所述监控视频进行目标识别，识别出所述监控视频是否存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体；

32、第二获取单元，用于当监控视频中存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体时，通过流场实时测量系统获取河面的当前水流速度；

33、反演单元，用于基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置以便确定出丁坝根石台当前走失根石所对应的走失位置。

34、第三方面，本发明提供了一种基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测装置，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如上述第一方面或第一方面任一可能设计所述的基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法。

35、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行第一方面或第一方面任一可能设计所述的基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法。

36、第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面任一可能设计所述的基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法。

37、有益效果：

38、本发明提供的基于潜嵌式示踪的堤坝根石走失监测方法、装置及介质，通过获取丁坝根石台所在区域的河面的监控视频；对监控视频进行目标识别，识别出监控视频是否存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体；并当监控视频中存在与填充的示踪体颜色匹配的目标示踪体时，通过流场实时测量系统获取河面的当前水流速度；最后基于目标示踪体在监控视频中首次出现的位置、河面的当前水流速度以及目标示踪体的扰流阻力系数，反演出目标示踪体在丁坝根石台的填充位置以便确定出丁坝根石台当前走失根石所对应的走失位置。如此，当根石走失时，可实时根据根石间填充的示踪体浮出水面的情况反演出该浮出水面的示踪体在丁坝根石台的填充位置，从而确定出丁坝根石台当前走失根石所对应的走失位置，实现丁坝根石走失情况的实时监测，以便在根石走失量达到一定程度时进行维护，避免出现由于大量根石走失而导致丁坝出现险情的情况，为防汛抢险提供有效保障，便于实际应用和推广。