本發明專利技術公開了一種用于古建筑健康監測與智慧管理的系統及方法，該方法包括步驟：遍歷古建筑信息要素、研究健康狀態影響因素、建立分級體系、構件分層數據庫、軟硬件配置與功能設計、開發智慧管理平臺、創建建筑孿生模型、部署測試IoT設備、部署無人機巡檢裝置、編碼組合與信息映射、平臺數據預處理、數據特征提取與分析、評估預警、采取相應措施、總結完善。本發明專利技術涉及古建筑保護技術領域，能夠解決現有技術中監測設備安裝時破壞古建筑、缺乏數據處理和預警、古建筑保護公眾參與度低的問題。
1、古建筑作為重要的文化遺產，具有重要的歷史、文化和藝術價值，其保護工作至關重要。隨著時間的推移，古建筑會受到自然環境、人為因素等多種因素的影響，導致建筑結構老化、病害發生，甚至存在安全隱患。這些隱患如果不及時發現和處理，造成的損失不可估量。傳統的人工巡檢和定期檢測方式存在效率低、費時費力、成本高、信息不及時、局限性多等問題，無法及時發現潛在的隱患，難以滿足現代古建筑保護的需求。
3、1、現有技術的監測設備通常需要安裝在古建筑表面，會對古建筑物的外觀和結構造成一定程度的影響，可能會破壞古建筑的原有風貌，甚至可能對古建筑的結構穩定性造成潛在威脅。
4、2、監測數據可能受到環境因素干擾，導致數據準確性不足，難以準確反映建筑的真實狀況；且獲取的數據大多依賴人工分析，尚未建立有效的預警和應急響應機制，難以及時發現潛在的隱患，效率低。
>1、本專利技術的目的在于提供一種用于古建筑健康監測與智慧管理的系統及方法，能夠解決現有技術中監測設備安裝時破壞古建筑、缺乏數據處理和預警、古建筑保護公眾參與度低的問題。2、本專利技術是這樣實現的：
3、一種用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，包括以下步驟：
4、步驟1：遍歷古建筑的信息要素，研究古建筑的歷時狀態影響因素，確定影響因子及其影響程度；
5、步驟2：根據影響因子及影響程度，建立古建筑的健康狀態分級體系；
6、步驟3：融合古建筑的各種信息要素，形成古建筑保護數據庫，采用數據庫分層設計，將靜態數據和動態數據分別存儲在不同層級的數據庫中；
7、步驟4：依據影響因子設計軟硬件實現功能，以傳感器、攝像頭、無人機的組合監測古建筑的結構及環境狀況，并組網開發管理；
8、步驟5：基于孿生引擎設計開發智慧管理平臺，以云服務串聯各端口，實現數據存儲、計算和分析，形成數據可視化看板；
9、步驟6：采用正逆向結合方式建立目標古建筑的實景孿生模型，針對古建模型特點，將實景孿生模型進行分層級轉換；
10、步驟7：根據被監測古建筑的特征部署傳感器，并組網測試，利用iot設備遮蔽裝置融入古建筑中；
11、步驟8：針對實景孿生模型的特點進行編碼組合與信息映射，利用編碼體系將傳感數據與實景孿生模型綁定，定位數據源；
12、步驟9：在古建筑的周邊選定適宜位置，安裝無人機自動啟停駁機裝置，利用無人機搭載rtk與視覺識別設備，與無人機控制系統聯動，自主控制無人機對古建筑進行巡檢，擴展監測范圍；
13、步驟10：將傳感器的監測數據和無人機采集的巡檢數據傳輸至智慧管理平臺，智慧管理平臺對采集到的監測數據進行清洗和預處理，消除噪聲和異常值；
14、步驟11：對清洗和預處理后的數據進行特征提取和模式識別，并融合生成可視化看板，連接保護閾值數據庫，所監測數據達到各分級閾值時，發出預警信息并響應對應預警措施。
15、所述的步驟1中，影響因素包括古建筑的建造年代、材料、結構、使用環境、歷史維護記錄、周邊環境變化，影響因子包括：自然因素：降雨、溫度、濕度；人為因素：使用方式變化、維護保養不到位、周邊環境污染；建筑自身因素：材料老化、結構缺陷、病蟲害、風化。
16、所述的步驟2中，將古建筑的健康狀態分為以下四個等級：
17、一級：正常，無明顯異常，狀態良好；
18、二級：警告，輕微損傷，局部出現輕微裂縫、風化、脫落或生物入侵現象；
19、三級：危險，中度損傷，出現較明顯的結構性問題，包括大面積裂縫、變形；
20、四級：緊急，重度損傷，出現重大安全隱患，需要緊急維修或加固。
21、所述的步驟3中，靜態數據包括古建筑的基本信息，如建筑年代、材料、結構、歷史維修記錄；動態數據包括實時監測數據、環境變化記錄。
22、一種用于古建筑健康監測與智慧管理的方法的系統，包括終端應用設備、智慧管理平臺、監測設備、數據傳輸架構和設備裝置；監測設備包括無人機和傳感器組件，設備裝置包括無人機自動啟停駁機裝置和iot設備遮蔽裝置，無人機通過無人機自動啟停駁機裝置布置在古建筑的周邊并對古建筑進行巡檢，傳感器組件通過iot設備遮蔽裝置融入古建筑中；智慧管理平臺搭載于終端應用設備上，智慧管理平臺通過數據傳輸架構與無人機和傳感器組件連接。
23、所述的終端應用設備包括pc端、移動端、開發于pc端和/或移動端上的小程序；在智慧管理平臺上拓展訪客用戶模塊，基于微信小程序開發后端鏈接，游客用戶通過微信小程序體驗虛擬數字場景，當游客發現古建筑即時狀態異常時，通過小程序拍照上傳并描述即時狀態異常的信息，提供保護建議；
24、所述的數據傳輸架構包括lora網關、無線路由、寬帶；
25、所述的傳感器組件包括應變計、位移傳感器、靜力水準儀、裂縫計、傾角儀、風速儀、溫度計、濕度計、光照傳感器、攝像頭。
26、所述的無人機自動啟停駁機裝置包括底座、角柱、燈箱和頂板、停機坪和啟停駁機組件；角柱豎向固定于底座上，燈箱固定于角柱的頂部，停機坪可升降式嵌裝在燈箱的頂部，啟停駁機組件設置在燈箱且位于停機坪的下方；若干塊頂板軸向布置在燈箱的頂部邊緣處，若干塊頂板通過電動鉸鏈可轉動開合式形成屋脊狀頂蓋，屋脊狀頂蓋與燈箱的頂面之間形成空腔，無人機停駁在該空腔內的停機坪上。
27、所述的啟停駁機組件包括無線充電模塊和弱電控制模塊；燈箱的頂面上形成有控制槽，停機坪通過若干根電動伸縮桿可升降式嵌裝在控制槽內；無線充電模塊嵌裝在控制槽的中部，無人機停駁在降至控制槽底部的停機坪上并通過無線充電模塊無線充電；若干個弱電控制模塊分別嵌裝在控制槽內且位于無線充電模塊的旁側。
28、所述的控制槽為矩形結構，該矩形結構的一條對角線兩端分別設置排水孔，該矩形結構的另一條對角線兩端分別設置供弱電控制模塊布線的弱電線孔。
29、所述的無人機自動啟停駁機裝置控制無人機對古建筑進行巡檢的方法包括以下步驟：
30、s1：在無人機起飛前，根據預設程序發送無人機巡檢請求；
31、s2：通過智慧管理平臺調用外部環境參數信息，自主判斷是否起飛，若是，則執行s3，若否，則等待合適巡檢機會，返回s1；
32、s3：啟動巡檢程序，向啟停駁本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟1中，影響因素包括古建筑的建造年代、材料、結構、使用環境、歷史維護記錄、周邊環境變化，影響因子包括：自然因素：降雨、溫度、濕度；人為因素：使用方式變化、維護保養不到位、周邊環境污染；建筑自身因素：材料老化、結構缺陷、病蟲害、風化。
3.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟2中，將古建筑的健康狀態分為以下四個等級：
4.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟3中，靜態數據包括古建筑的基本信息，如建筑年代、材料、結構、歷史維修記錄；動態數據包括實時監測數據、環境變化記錄。
5.一種采用權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法的系統，其特征是：包括終端應用設備、智慧管理平臺、監測設備、數據傳輸架構和設備裝置；監測設備包括無人機和傳感器組件，設備裝置包括無人機自動啟停駁機裝置和IoT設備遮蔽裝置，無人機通過無人機自動啟停駁機裝置布置在古建筑的周邊并對古建筑進行巡檢，傳感器組件通過IoT設備遮蔽裝置融入古建筑中；智慧管理平臺搭載于終端應用設備上，智慧管理平臺通過數據傳輸架構與無人機和傳感器組件連接。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征是：所述的終端應用設備包括PC端、移動端、開發于PC端和/或移動端上的小程序；在智慧管理平臺上拓展訪客用戶模塊，基于微信小程序開發后端鏈接，游客用戶通過微信小程序體驗虛擬數字場景，當游客發現古建筑即時狀態異常時，通過小程序拍照上傳并描述即時狀態異常的信息，提供保護建議；
7.根據權利要求5所述的系統，其特征是：所述的無人機自動啟停駁機裝置包括底座(1)、角柱(2)、燈箱(3)和頂板(4)、停機坪(5)和啟停駁機組件；角柱(2)豎向固定于底座(1)上，燈箱(3)固定于角柱(2)的頂部，停機坪(5)可升降式嵌裝在燈箱(3)的頂部，啟停駁機組件設置在燈箱(3)且位于停機坪(5)的下方；若干塊頂板(4)軸向布置在燈箱(3)的頂部邊緣處，若干塊頂板(4)通過電動鉸鏈(41)可轉動開合式形成屋脊狀頂蓋，屋脊狀頂蓋與燈箱(3)的頂面之間形成空腔，無人機(9)停駁在該空腔內的停機坪(5)上。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征是：所述的啟停駁機組件包括無線充電模塊(6)和弱電控制模塊(7)；燈箱(3)的頂面上形成有控制槽(8)，停機坪(5)通過若干根電動伸縮桿(10)可升降式嵌裝在控制槽(8)內；無線充電模塊(6)嵌裝在控制槽(8)的中部，無人機(9)停駁在降至控制槽(8)底部的停機坪(5)上并通過無線充電模塊(6)無線充電；若干個弱電控制模塊(7)分別嵌裝在控制槽(8)內且位于無線充電模塊(6)的旁側。
9.根據權利要求8所述的系統，其特征是：所述的控制槽(8)為矩形結構，該矩形結構的一條對角線兩端分別設置排水孔(81)，該矩形結構的另一條對角線兩端分別設置供弱電控制模塊(7)布線的弱電線孔(82)。
10.根據權利要求5所述的系統，其特征是：所述的無人機自動啟停駁機裝置控制無人機(9)對古建筑進行巡檢的方法包括以下步驟：
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【技術特征摘要】
1.一種用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟1中，影響因素包括古建筑的建造年代、材料、結構、使用環境、歷史維護記錄、周邊環境變化，影響因子包括：自然因素：降雨、溫度、濕度；人為因素：使用方式變化、維護保養不到位、周邊環境污染；建筑自身因素：材料老化、結構缺陷、病蟲害、風化。
3.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟2中，將古建筑的健康狀態分為以下四個等級：
4.根據權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法，其特征是：所述的步驟3中，靜態數據包括古建筑的基本信息，如建筑年代、材料、結構、歷史維修記錄；動態數據包括實時監測數據、環境變化記錄。
5.一種采用權利要求1所述的用于古建筑健康監測與智慧管理的方法的系統，其特征是：包括終端應用設備、智慧管理平臺、監測設備、數據傳輸架構和設備裝置；監測設備包括無人機和傳感器組件，設備裝置包括無人機自動啟停駁機裝置和iot設備遮蔽裝置，無人機通過無人機自動啟停駁機裝置布置在古建筑的周邊并對古建筑進行巡檢，傳感器組件通過iot設備遮蔽裝置融入古建筑中；智慧管理平臺搭載于終端應用設備上，智慧管理平臺通過數據傳輸架構與無人機和傳感器組件連接。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征是：所述的終端應用設備包括pc端、移動端、開發于pc端和/或移動端上的小程序；在智慧管理平臺上拓展訪客用戶模塊，基于微信小程序開發后端鏈接，游客用戶通過微信小程序體驗虛擬數字...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫曉陽，嚴光芒，何旭鴻，張博瑋，張有志，田晨，石登峰，徐佳，
申請(專利權)人：中建八局文旅博覽投資發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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