【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下空间检测，更具体地涉及地下空间病害体自动化探测的三维雷达装置系统。
技术介绍
1、由于地下环境固有的地质特性，地下空间内部往往存在空洞、脱空、疏松高含水量等病害体，当这些病害体发展到一定程度时，会造成地面塌陷事故，为避免这些病害体进一步发展，因此需要对地下空间病害体进行检测，提前处理，防范于未然。
2、探地雷达(简称gpr)，是一种用来探测地下建筑的一种检测设备，通过对地下的探测将信息传播出来，最后汇集成图像的方法，原理是利用天线发射和接收高频电磁波来探测介质内部物质特性和分布规律，反射波的呈现是否连续是检测物体内部是否存在缝隙、空洞等情况的依据，当地下物质的两侧介质存在较大的差别时，通过雷达接受的信号就会较强烈，如果物质内部的界面结构复杂，反射波就会出现断断续续，且反射的信号也会时强时弱。与其他常规的地下探测方法相比，探地雷达有着探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低等优点，在近年来被广泛应用于考古、矿产勘查、灾害地质调查、岩土工程勘察、工程质量检测、建筑结构检测以及军事目标探测等多个领域。
3、在野外探测中，传统采用探地雷达进行道路检测时，需要作业人员推着雷达车进行来回走动，此时会给工作人员带来危险，而在固定的位置采用探地雷达进行位置检测时，无法保证检测结果的准确性，并且推着雷达车进行来回检测时，会增加检测的时间，进而降低工作效率。而三维探地雷达是近年来发展起来的一项新技术，主要应用于道路地下空间检测、地下管线探测、工程质量检测和考古。三维探地雷达由于探测的信息
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的三维探测雷达不能及时、准确地判断目标区域的病害体类型，本专利技术提供一种用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置。所述技术方案如下：
2、一种用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，包括标准数据获取模块、数据库模块、三维雷达探测模块、数据判断模块、预警模块和显示模块；
3、所述标准数据获取模块用于在已知地下空间病害体区域进行探测，获取不同病害体的类型数据，具体为使用三维探地雷达对上述不同类型地区进行探测获取相关数据作为标准数据；
4、所述数据库模块用于接收和存储标准数据获取模块得到标准数据，并进行标准化分级；
5、所述三维雷达探测模块用于对目标区域进行地下病害体探测，获取探测数据；
6、所述数据判断模块用于将三维雷达探测模块获取的探测数据与所述数据库模块中存储的标准数据进行对比，选择与标准数据最接近的数据作为当前地区的比较数据，并将该标准数据对应的地区类型作为目标区域的类型；当探测数据与标准数据相比超过一定阈值时，则将该探测数据作为标准数据进行补充；
7、所述预警模块用于对不同地区类型数据进行输出预警；
8、所述显示模块用于对判断后的目标区域类型进行显示输出，当达到预警条件时，同时输出目标区域存在塌陷风险；
9、所述已知地下空间病害体区域包括正常地区、空洞地区、脱空地区、疏松地区、高含水量地区；
10、所述标准化分级包括对于不同大小、深度的空洞和脱空地区分别存储多个数据，根据空洞和脱空对塌陷造成的影响，按照塌陷难易程度进行分级，级别分别为稳定区域、较稳定区域、不稳定区域和危险区域；
11、所述预警条件是当目标区域被认定的地区类型级别为不稳定区域和危险区域时，则向用户进行报警；
12、所述的级别划分根据地下病害体面积、地下病害体高度及地上环境参数进行判断，用评价值k进行评价，计算方式为：
13、
14、式中，k为评价值，α1、α2、α3分别为地下病害体面积、地下病害体深度以及地上环境参数的比例系数，α1、α2、α3均大于0、小于1，s为探测的地下环境空洞或脱空区域面积，以平方米计，t为探测的地下环境空洞或脱空区域的深度，以米计，β为地上环境预估重量，以吨计，计算时均去除量纲；
15、当3≥k时，为稳定区域，当5≥k＞3，为较稳定区域，当8≥k＞5，为不稳定区域，当k≥8，为危险区域。
16、其中，地下环境面积和地下环境深度的比例系数根据地下土壤质地确定，地上环境状态的比例系数根据地上空间的楼宇、天桥等确定，工程技术人员均可通过经验来确定上述比例系数。
17、另一方面，提供了一种用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置的探测方法，采用如上所述的自动化三维雷达装置，包括：
18、步骤1，探测已知区域的标准数据，选择多个已知地下空间病害体区域进行三维雷达探测，获取不同病害体的类型数据作为标准数据，所述已知地下空间病害体区域包括正常地区、空洞地区、脱空地区、疏松地区、高含水量地区；
19、步骤2，建立标准化数据库，接收和存储标准数据获取模块得到标准数据，并进行标准化分级，对于不同大小、深度的空洞和脱空地区分别存储多个数据，根据空洞和脱空对塌陷造成的影响，按照塌陷难易程度进行级别划分，级别分别为稳定区域、较稳定区域、不稳定区域和危险区域；
20、所述的级别划分根据地下病害体面积、地下病害体高度及地上环境参数进行判断，用评价值k进行评价，计算方式为：
21、
22、式中，k为评价值，α1、α2、α3分别为地下病害体面积、地下病害体深度以及地上环境参数的比例系数，α1、α2、α3均大于0、小于1，s为探测的地下环境空洞或脱空区域面积，以平方米计，t为探测的地下环境空洞或脱空区域的深度，以米计，β为地上环境预估重量，以吨计，计算时均去除量纲；
23、当3≥k时，为稳定区域，当5≥k＞3，为较稳定区域，当8≥k＞5，为不稳定区域，当k≥8，为危险区域；
24、步骤3，获取探测数据，使用三维雷达探测模块用于对目标检测区域进行地下病害体探测；
25、步骤4，进行数据判断，将三维雷达探测模块获取的探测数据与所述数据库模块中存储的标准数据进行对比，选择与标准数据最接近的数据作为当前地区的比较数据，并将该标准数据对应的地区类型作为目标区域的类型，当探测数据与标准数据相比超过一定阈值时，则将该探测数据作为标准数据进行补充；
26、步骤5，输出预警，对判断后的目标区域类型进行显示输出，当达到预警条件时，同时输出目标区域存在塌陷风险，所述预警条件是当目标区域被认定的地区类型级别为不稳定区域和危险区域时，则向用户进行报警。
27、本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
28、本专利技术设置有标准数据获取模块、数据库模块、三维雷达探测模块、数据判断模块、预警模块和显示模块，通过标准数据获取模块获取已知地下空间病害体区域的数据，进行存储并建立标准化数据库，通过三维探测雷达对目标区域进行检测后，将探测数据与标准化数据进行比较，来确定目标区域的病害体情况，通过数据化对比，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于：包括标准数据获取模块、数据库模块、三维雷达探测模块、数据判断模块、预警模块和显示模块；
2.根据权利要求1所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述已知地下空间病害体区域包括正常地区、空洞地区、脱空地区、疏松地区、高含水量地区。
3.根据权利要求2所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述标准化分级包括对于不同大小、深度的空洞和脱空地区分别存储多个数据，根据空洞和脱空对塌陷造成的影响，按照塌陷难易程度进行分级，级别分别为稳定区域、较稳定区域、不稳定区域和危险区域。
4.根据权利要求1所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述预警条件是当目标区域被认定的地区类型级别为不稳定区域和危险区域时，则向用户进行报警。
5.根据权利要求3所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述的级别划分根据地下病害体面积、地下病害体高度及地上环境参数进行判断，用评价值K进行评价，计算方式为：
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1.一种用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于：包括标准数据获取模块、数据库模块、三维雷达探测模块、数据判断模块、预警模块和显示模块；
2.根据权利要求1所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述已知地下空间病害体区域包括正常地区、空洞地区、脱空地区、疏松地区、高含水量地区。
3.根据权利要求2所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述标准化分级包括对于不同大小、深度的空洞和脱空地区分别存储多个数据，根据空洞和脱空对塌陷造成的影响，按照塌陷难易程度进行分级，级别分别为稳定区域、较稳定区域、不稳定区域和危险区域。
4.根据权利要求1所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述预警条件是当目标区域被认定的地区类型级别为不稳定区域和危险区域时，则向用户进行报警。
5.根据权利要求3所述的用于地下空间病害体探测的自动化三维雷达装置，其特征在于，所述的级别划分根据地下病害体面积、地下病害体高度及地上环境参数进行判断，用评价值k进行评价，计算方式为：
6.根据权利要求5所述的用于地下空间病害体...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅磊，饶晓，李飞，杨忠亮，李金龙，向慧，杨奕波，袁志强，谢云才，周文军，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局广东煤炭地质局勘查院，
类型：发明
国别省市：
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