基于GIS的滑坡监测预警系统设计与应用流程

滑坡灾害对人类和社会经济的影响已成为仅次于地震的第二大自然灾害,引起了中央政府和公众的广泛关注。本文针对城市地质灾害监测预警系统,从总体框架结构、系统设计要点、系统技术特点以及系统的预期功能等几方面进行了探讨和研究,给出监测预警工作流程。     

GNSS滑坡监测预警技术进展

滑坡灾害在全球广泛分布,严重影响人类活动和人居安全。全球卫星导航系统(GNSS)已经被广泛应用于滑坡灾害监测预警工作,但其在复杂场景监测预警中依然存在诸多技术瓶颈。本文首先综述了GNSS硬件数据采集、软件数据处理和多源融合监测等方面的研究进展,重点分析了各类GNSS滑坡监测技术优势、适用范围和存在问题;然后,从滑坡位移预测、临滑时间预报和预警实施等方面介绍了GNSS滑坡预警的技术方法;最后,在梳理复杂场景GNSS实时滑坡监测预警中面临挑战的基础上,对GNSS滑坡监测预警技术的发展趋势和研究方向提出了一些思路。     

“轻终端+行业云”的实时北斗滑坡监测技术

对滑坡区域进行地表高精度实时三维变形监测,是实现滑坡灾害精准预警的前提。GNSS技术是目前唯一直接获取滑坡灾害实时地表三维矢量变形的手段,但GNSS应用于大范围滑坡监测存在成本高和计算能力差两大问题。本文采用物联网思维,以"云+端"的设计理念,自主研发了千元级小型化实时北斗/GNSS监测技术装备,并研制了毫米级实时监测预警云平台,成果成功应用于甘肃黑方台滑坡实时监测预警。联合成都理工大学预警系统提前40 min发出了准确预警信号,避免了人员伤亡和财产损失。安装在滑坡体上的远程视频监控首次近距离记录了滑坡灾害发生的全过程。     

滑坡实时监测预警模型调度算法优化研究

监测预警是地质灾害防灾减灾的重要手段.在滑坡实时监测预警中,预警模型的调度算法直接关系到预警的成功与否.传统的做法是根据一定时间间隔启动预警服务,这种方法易于实现,但受到预警时间间隔的影响,其预警结论及处置建议的发布存在一定的延迟,无法达到真正的实时预警.如何通过预警模型和实时监测数据快速得到预警等级,如何控制好预警信...     

北斗监测滑坡及其梯度增强多元回归位移预测北大核心CSCD

山体滑坡位移量预测精度主要受预测模型和参量的影响,而基于回归模型和灰度预测模型的传统滑坡预测模型主要存在模型预测结构单调、引入的预测影响参量不全面、长期性预测精度低等问题,因此,本文基于北斗数据提出了一种基于梯度增强多元回归算法的滑坡预测方法。梯度增强多元回归模型在考虑多重因素的前提下,使用如降水量、土壤湿度、地形参数等滑坡主影响因子作为回归模型参量,同时结合梯度增强方法,可以增强预测模型的有效结构,提升数据的使用率,进而提高长、短期的滑坡位移量预测精度。最后以西宁市南山寺滑坡带为例,考虑降水、地面沉降、地形地貌等诱发滑坡的关键因素,分别基于梯度增强多元回归模型、贝叶斯岭回归模型、弹性网络回归模型及支持向量机回归模型进行试验。结果表明,梯度增强多元回归模型的方差(EV)结果为0.99 mm^(2),均方差(MSE)结果为0.04 mm,平均绝对误差(MAE)结果为0.15 mm,且利用梯度增强多元回归模型对2020年12月的表面位移量进行预测,发现相对误差区间为(-0.8%,0.8%],预测精度最高。因此,相对而言,梯度增强多元回归预测模型精度更优、效率更高,更能准确反映滑坡表面位移量的变化状态,精确地对滑坡体进行全天候监控、预警,保障滑坡体周边环境的安全。     

降雨型滑坡联合监测及预警预报系统研究

以克服降雨型滑坡传统监测手段中可视性、自动化性、智能性不能满足工程需要为基本出发点,采用滑坡联合监测手段,在滑坡地表、地下布设传感器,将监测数据和三维GIS技术相结合,建立滑坡联合监测的信息系统,为滑坡监测数据表达和分析提供一个可视化的智能信息平台。系统针对滑坡多种诱发因子的耦合问题,主要探讨降雨对滑坡的影响机理,联合监测中硬件传感器的组成及工作原理。在应用研究的基础上,介绍监测系统的结构与功能,并对滑坡的稳定性进行智能评定分析。     

基于“北斗一号”导航卫星通讯的滑坡实时监测系统研究

介绍了基于中国北斗一号导航通信卫星技术建立的滑坡实时监测系统。该系统由“野外信息采集监测站”、“数字化滑坡自动监测点”、“北斗导航卫星通信系统”和“地质灾害监测分析中心”四大组成部分。在我国有线和GPRS等通讯设施不发达地区,采用基于北斗卫星通讯技术进行滑坡等野外监测数据传输是一种有效的方式。     

基于北斗的智慧排水管网监测系统研究

从城市排水管网安全运行的角度出发,本文运用北斗卫星导航、物联网、地理信息系统等技术,研究智慧排水管网监测系统,实现城市排水监测和预警,提高城市防涝应急抢险能力。该研究可为保证城市排水管网的正常运行和提高突发事件的处置能力提供借鉴。     

四川省北川县安子坪滑坡监测与分析

滑坡监测的主要任务是监测滑坡的实时动态变化、诱发因素等,以获取空间变形数据,用以滑坡的稳定性评价、预测预报及治理等。文章以北川县安子坪滑坡为例,建立系统化、立体化监测系统,及时测定和预报滑坡的位移等变化情况,并为长期稳定性预测研究提供资料。     

隧道变形监测与智能预警方法研究

隧道长期监测是保障施工安全的有效手段,本文以太湖隧道为例,研究了几种较为常见的变形分析模型,提出了一种以监测点当前变化量、累积变化量、变化率3个指标为基础的隧道风险数学模型和智能预警方法。试验结果表明,回归模型和BP神经网络的预测精度相当,平均绝对误差和均方误差均在1 mm之内,当存在隧道风险时,本文提出的方法能够及时有效地做出预警,预警成功率在96%以上。     

滑坡遥感调查、监测与评估

滑坡遥感调查包括滑坡识别、基本信息获取和滑坡空间分析等，本文以天台乡滑坡遥感调查中用特征点法确定滑坡边界、影响带及滑坡运动特征及规模为例说明。滑坡遥感监测可分为直接监测和间接监测。由于突发的高速超高速崩塌、滑坡及泥石流活动时间难以预测，滑坡运动的规模相对于遥感地面分辨率较小，获取遥感数据的不连续性及价格昂贵等原因，目前较少应用遥感技术直接监测滑坡活动； 遥感监测滑坡运动引起的环境变化，称为间接滑坡监测，以遥感监测易贡大滑坡引起的易贡湖水面变化及溃坝造成的下游灾害为例说明。滑坡遥感评估指在获取滑坡及其发育环境基本信息的基础上，评估滑坡的稳定性，预测其未来活动性，评估区域滑坡的影响因子和进行区域滑坡危险性评价，文中以天台乡滑坡、千将坪滑坡稳定性评估及三峡库区中前段区域滑坡危险性评价为例说明。     

三峡库区白水河滑坡险情预警方法研究

在分析滑坡时间预测预报及险情预警级别划分的基础上,以三峡库区白水河滑坡险情预警为例,讨论了把滑坡宏观前兆信息与关键部位监测点的变形速率及其相关影响因素有机结合和集成的滑坡险情预警综合预报方法。     

四川雅安滑坡自动化远程监测系统示范工程

主要介绍在中国四川雅安峡口滑坡示范区建设的滑坡监测自动化远程监测系统。系统通过各种野外传感设备采集监测数据并通过北斗一号卫星通信机传送到监测分析中心,实现24小时无人值守的自动化监测。重点阐述滑坡自动监测系统的结构组成和功能,以及利用北斗一号卫星通信技术在雅安滑坡自动化监测示范系统中的工程应用实例,对其他地质灾害监测的信息化工程具有典型示范意义。     

基于北斗的建筑物监测精度分析

随着北斗系统的发展,北斗高精度定位技术应用于变形监测以及大型建筑物、构筑物的动态自动化监测方面展现出了巨大的优势.本文基于北斗和GPS双频载波相位数据处理的组合定位方法,并采用实验数据分析了北斗和GPS卫星可见数、DOP值和数据质量,通过解算建筑物变形监测实测数据对比分析了北斗、GPS及其组合系统定位结果的精度.结果表...     

联合北斗与地基InSAR多源数据分析四川茂县特大滑坡

本文以四川茂县渭门镇滑坡为典型案例,采用裂缝计、雨量计设备监测识别出该滑坡存在激烈下滑现象。结合北斗区域网获取实时监测数据,利用地基InSAR长达119.5 h的连续监测,获取滑坡体表面完整形变信息,识别出滑坡明显形变区域。北斗和地基InSAR监测结果表明,两种设备监测形变量和形变速度基本一致。联合北斗和地基InSAR进行监测,能充分发挥两者的优势,在滑坡形变的不同阶段,从不同位置分析滑坡表面形变信息,对于滑坡的早期防范和局部实时监测有重大意义。     

滑坡监测数据挖掘视角

提出了滑坡监测数据挖掘视角,研究了宝塔滑坡监测数据挖掘的视角及其泛层次关系,从宝塔滑坡监测数据中挖掘得到定量、定性和可视化的知识。     

滑坡监测数据处理回归模型分析及探讨

主要介绍了滑坡监测的技术和方法,并通过万源市太平镇某滑坡监测实践,阐述了在地形复杂、观测条件恶劣的山区进行滑坡监测时,基准监测点选择、监测网布设、数据处理的方法。最重要的是用线性回归方程分析监测数据,为科学治理提供可靠的依据。     

基于WebGIS云南滑坡灾害气象预警分析模型

针对云南主要由降雨引起的滑坡地质灾害现象．对云南近8年来的滑坡灾害数据和降雨量数据进行了分析,研究并设计了一种针对滑坡地质灾害发生的时空耦合预警分析模型。并在此基础上,通过与WebGIS技术的耦合。运用新一代的RIA技术Silvedight．基于MapGISIGServer平台,在异步响应的网络中使用流程化的操作方式构建出云南省地质灾害气象预警系统。通过实例检验表明该滑坡地质灾害气象预警分析模型的应用．能够为相关部门提供更精确、及时的减灾防灾对策。     

主动式集成GPS滑坡监测系统的研制与监测实践

主动式集成GPS滑坡监测系统是GPS技术与电子全站仪技术的高度集成。本文叙述了主动式集成GPS滑坡监测系统的基本原理与工作过程。     

基于北斗卫星系统的地质灾害监测系统软件设计与实现

我国是世界上地质灾害最严重的国家之一。地质灾害种类繁多,条件复杂,监测难度大,尤其是边远山区、城市、郊区等通信网络不能覆盖或者信号不稳定的地区。而北斗卫星系统具备良好的覆盖能力,其信息传输功能与特点为建立三级（总中心、分中心和野外监测站）的自动化地质灾害监测系统提供了一种新的数据传输途径。介绍了基于北斗卫星系统的地质灾害监测系统的基本情况、总中心数据管理软件和分中心数据处理软件的基本结构和主要功能、及两部分软件的设计流程和实现过程。