基于SOA的地质灾害实时监测预警平台设计

构建具有良好兼容性的地质灾害监测预警平台,实现异构数据服务集成与灾害预警。通过采用面向服务的架构(SOA),在Spring MVC技术框架下以WebGIS方式集成了包括地理信息服务、监测数据服务、预警模型服务在内的多类异构服务,采用ECharts可视化组件、EhCache缓存框架、机器学习预警模型等技术增强平台实用性与可扩展性,并通过应用实践验证了平台的可靠性与设计目标。SOA架构与WebGIS结合构建地质灾害监测预警平台可对滑坡、泥石流、崩塌等典型地质灾害进行基于位置的综合信息管理,实现自动化监测预警,且具备较强业务扩展能力。     

基于无线传感器网络的滑坡地质灾害预警监测系统研究

自动实时的边坡危岩变形失稳监测是预测滑坡等地质灾害发生的有效手段,有助于掌握其规律,及时分析并作出安全量性评价,使边坡灾害的概率及损失减到最小,甚至避免发生.为此,采用ZigBee无线传感器网络技术对边坡危岩的倾角和水位信息变化进行实时采样监测,通过无线通信和网络传输进行远程信息交互,实现滑坡等地质灾害的监测和预警.对该监测系统结构体系、无线传感器网络拓扑结构、无线传感节点的结构和软硬件设计、系统的性能和应用情况等方面进行了设计与测试.相比传统的岩土工程灾害监测系统,优点有实时监测及维护简便、系统成本低、节点简单及易布设、监控区域展扩方便等.     

西宁市特大滑坡监测预警示范

滑坡是西宁市主要的地质灾害类型,对当地人民群众生命财产安全危害严重,传统的监测方法以人工巡查为主,无法做到监测数据实时传输,远不能满足新形势下地质灾害防治工作的需求.以张家湾特大型滑坡为研究对象,实施了雨量、地表位移、裂缝位移及深部位移监测,率先在西宁市开展了滑坡实时自动化专业监测,通过对获取的监测数据分析,建成西宁市特大型滑坡监测预警示范工程,为实时掌握地质灾害变形规律、险情预报、灾害防治及政府防灾减灾决策提供技术支撑.     

滑坡地质灾害无人监测预警平台设计

为远程实时监测边坡稳定状态并及时进行滑坡地质灾害预警,减少人员财产损失,设计了一种滑坡地质灾害无人监测预警平台。提出了短距离自组织无线传感网络和北斗短报文/GPRS远程通信技术相结合的无线数据传输方案,以及边坡地表变形、地下变形、内力、水文、环境等参数的低功耗传感检测方案,进而实现了免线缆的滑坡地质灾害无人监测硬件平台;建立了滑坡地质灾害预测预警系统软件平台,实现边坡监测数据的阀值预警、边坡稳定性辅助分析和远程支援专家数据访问与会商等功能。该系统平台具有部署维护成本较低、功能全面实用的特点,在边坡稳定性参数监测和滑坡地质灾害的预测预警方面具有一定的推广价值。     

赤潮监控预警系统的研究

赤潮是目前已知的海洋最大的生态灾害之一,它危及海洋渔业资源,破坏海洋生态环境,因此建立了多种预警模型综合运用的赤潮预警系统。在赤潮监控预警业务分析的基础上,集成浮标、船载快速监测、航空遥感监测、卫星遥感监测等多种监测手段,实时获取监控海区的赤潮相关各要素的状况与动态变化数据,开展赤潮监测数据的综合处理分析、评价等信息产品制作与服务技术,分析确定赤潮生消过程中的关键影响要素。该预警系统可以通过赤潮预测预报技术研究,实时或准实时地监测赤潮环境要素状况与动态变化,提供实时监测数据和综合信息,并能对重点监控区进行赤潮监控预警。     

永靖县黑方台滑坡灾害治理措施选择

黑方台滑坡次数逐年增加,滑坡规模越来越大,严重威胁着盐锅峡镇9000余人的生命财产安全、2户国有大中型企业和14户乡镇企业的生产安全,威胁着通往盐锅峡的公路、输电线路、通信线路及自流灌溉渠、威胁着八盘峡水库安全,黑方台滑坡的治理势在必行。综合考虑地质灾害的常用措施和永靖县财政困难的实际,根据各滑坡群特征和危险度,确定在台塬实行小畦灌溉,台塬边实行退耕还林草,边坡设置树枝状排水系统,重点部位实行削坡减载和边坡支挡等措施的综合方案进行治理,加上严格执行《地质灾害防治管理办法》,加强监测、群测群防、预警预报,相信盐锅峡黑方台滑坡灾害的治理会取得明显效果。     

基于云-边协同技术的突发性滑坡灾害监测预警体系研究

滑坡预警体系的建立和完善对于中国防灾减灾具有重要意义。目前成熟的滑坡预警体系以云端服务器为中心,完成数据集成、预警计算及信息发布等任务。然而,由于网络传输延迟、服务器运算时延的影响,从数据采集到客户端信息接收的过程中,存在较长的时耗过程,使预警体系存在一定程度的预警时延。同时,目前预警体系受制于数据传输条件,在灾后断电断网的场景下,现场监测网络无法与云端服务器建立连接,监测预警工作难以有效进行。为此,基于云-边协同技术,对滑坡灾害监测预警体系进行了深入研究,并开发了云端监测预警平台和边缘预警计算终端。通过真实滑坡监测数据模拟验证了云端与边缘预警计算终端协同工作时滑坡监测预警体系的有效性。研究成果对提高滑坡预警体系稳定性,尤其是极端网络条件下实现滑坡灾害有效预警具有积极作用。     

基于差分干涉合成孔径雷达技术的米林滑坡形变监测

滑坡灾害在中国具有多发特征,能有效的对滑坡灾害进行监测预警是减少危害的主要手段之一。合成孔径雷达差分干涉测量技术与传统的监测方法相比,具有全天时、全天候,能够获得面式数据、成本低等优势。在空间和时间上都能满足滑坡早期识别及动态监测的目的。以3景ALOS-2卫星PALSAR-2数据为数据源,采用二轨D-InSAR技术对米林滑坡进行形变监测,获得滑坡形变值。并最终得到米林滑坡灾前形变趋势,达到了发现变动,监测趋势的目的,形变趋势与实际结果一致,证明了D-InSAR技术用于滑坡早期识别与动态监测的可行性,在广域地质灾害监测中具有较大的应用前景。     

基于GIS的公路边坡危险性分析与预警系统研究

从宏观方面,针对滑坡易发性区划,选择高程、坡度、岩性、地质构造、铁路建设和年均降雨量6个致灾因子及其二级指标建立滑坡敏感性区划研究体系,以主客观综合权重方法为原型构建滑坡敏感性区划GP模型,并发布为网络服务,在WebGIS系统中调用该服务自动编制滑坡敏感性区划图.从微观方面,针对单体边坡,使用地理力学方法对边坡的稳定性进行计算与分析.然后根据已有监测数据,运用预测模型,判断滑坡所处阶段,确定滑坡预警级别.该文将地质灾害宏观区划与单体边坡稳定性分析以及监测预警相结合,运用到公路边坡信息管理系统中,从而实现对公路边坡的危险性分析和灾害预警.     

基于RIA的WebGIS自动气象站数据服务系统

针对自动气象站实时数据分析与显示的实际需要,采用基于RIA的WebGIS技术进行了自动站数据服务系统的开发与实践,实现了自动站实时数据的实况监测、动态展现、等值面绘制、组合检索查询等功能.运行结果表明:该系统模型数据结构简洁,数据交互效率较传统WebGIS有明显提高,用户体验感强,为气象监测、预警预报提供了高效集约的自动站实时数据支撑服务.     

基于WSN的滑坡地质灾害监测预警系统研究

系统从降雨型滑坡的形成机理出发,利用WSN等先进技术,设计无线传感器网络节点实时感知监测区域的多维数据,并对各类诱发因子进行定量分析。最后,结合地质条件联合建模,对滑坡等地质灾害实时预警,在指导防灾与减灾方面具有深远意义。     

滑坡变形监测预警技术研究进展

中国滑坡灾害数量多、分布广、危害大，每年约有80%的地质灾害发生在已查明的隐患点范围之外。监测预警是主动防范地质灾害的重要手段。变形是滑坡最为关键的监测参数。该文旨在梳理总结滑坡变形监测技术和预警方法，评述现有研究进展，分析未来发展趋势，为滑坡灾害防控领域的科学研究和工程实践提供借鉴。地表变形监测技术多易受到外界因素干扰，及时性和可靠性难以得到保障。深部变形监测技术直接获取滑面发展破坏信息，能够发现灾变前兆，但现有设备存在成本高、量程小或操作难等问题。滑坡监测为早期预警提供依据，而早期预警能够减少甚至避免人员伤亡和财产损失，区域性气象预警和单体滑坡预警两类预警方法正在逐渐发展完善中。单体滑坡预警常见方法是分析滑坡变形趋势和突变特征，通过速度、加速度等判据的阈值触发不同级别预警。滑坡智能预警模型将机器学习与地质工程交叉融合，有望提升灾害早期预警的准确性和自动化水平。滑坡高质量监测应综合运用多种技术以克服单一技术的局限，而预警模型则越来越关注变形趋势的智能分析。滑坡动力学机制复杂、个性特征明显，广泛适用的预警模型有待进一步探索。     

基于WSN的库区滑坡实时监测预警系统方案研究

近年来,三峡库区滑坡等地质灾害频繁发生,由于缺乏低成本、大范围、易构建的实时监测预警系统,因此难以向相关部门提供全方位、全天候监测预警;针对上述问题,重点开展基于无线传感器网络的滑坡监测预警关键技术和体系结构研究,提出以无线传感器网络技术为基础,构建滑坡监测区域无线传感器监测网络的设计方案,并结合GPRS通信技术,实现对监测区域的远程实时监测和预警预报.     

泥石流灾害多元信息耦合预警系统建设及其应用

将Logistic回归模型和前期有效降雨量引入到地质灾害预警领域,结合泥石流灾害危险性评价,形成了一整套较完善的泥石流灾害多元信息耦合预警体系,并基于MAPGIS平台经二次开发建立了泥石流灾害预警系统。在综合分析雨量和地质环境因素的基础上,提出了危险等级自动划分方法,从而实现了对泥石流等降雨诱发型地质灾害的定量化时空自动预报。基于该系统,在辽宁省鞍山市开展了泥石流灾害预警预报工作。     

多源数据融合在岩质滑坡监测预警中的应用

在基于滑坡变形的专业监测预警工作中,滑坡后缘裂缝附近会设置多个变形监测点进行位移监测,以覆盖关键变形区域,从而确保监测数据的完整性和可靠性,并基于可靠的预警方法对滑坡变形进行预警。但现有监测预警信息的发布仅根据单点变形数据进行预警,未进行多源数据融合的监测数据综合研判,无法反映出滑坡整体发展趋势,且很可能因为单点监测数据的异常造成误报。本文采用一种多源数据融合方法,通过综合多个滑坡监测点位所采集的变形数据,从整体监测数据的位移切线角度判断滑坡是否已经进入临滑阶段,并赋予各监测点位和预警等级对应的重要性权重系数,计算出滑坡进入临滑阶段的概率,当此概率大于或等于50%时,即可认为滑坡进入临滑阶段,并以此作为预警信息发布的依据。以贵州兴义龙井村岩质滑坡预警实例进行检验发现,该融合方法可实现对误差信息的剔除和有效信息的融合,提高预警信息发布的准确性,具有较好的工程应用价值。     

基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法及应用

提出了一种基于BIM的三维滑坡地质灾害监测方法。应用CATIA软件建立三维滑坡地质模型,将反映该三维模型形态的空间点集和拓扑关系存储在数据库中;基于云平台架构,将现场监测数据的变化和模型有限元计算的结果反馈到模型数据库中。通过对模型数据库的实时数据迭代、增量处理和模型重构,建立BIM地质灾害模型动态反馈机制,实现滑坡三维模型的动态变化和协同。     

天津城市自动化积水监测及预警的实现

应用物联网技术自主研发新型积水监测设备,在天津城区易积水地方安装自动积水监测点,通过传感器实时获取积水监测数据。基于web GIS技术,采用B/S、C/S混合架构设计,建成天津城市积水监测及内涝风险预警推送系统。在PC端实现积水深度监测、降雨量监测、精细化降水预报、雷达图等数据的充分融合,在线管理积水检测设备运行、实时监测积水监测站点的积水深度,同时通过手机APP实现了基于位置的积水实况以及基于机器学习得到的积水预测实时推送,为政府部门和公众提供服务。     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

地质灾害监测预警系统研究与应用

地质灾害监测预警是提升主动应对地质灾害能力的重要手段。文章分析了第一代、第二代地质灾害预警模型主要特征,建立了基于多元线性回归的地质灾害预警模型,并将模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)叠加,实现了气象雨量信息动态可视化方法。以此为基础,采用GIS、数据库及网络等技术研发了地质灾害监测预警系统,并以安徽省为背景进行示范应用。结果表明该技术方法可行,系统具备一定的可靠性,能为地质灾害减灾防灾决策提供一定的技术支撑。     

基于ZigBee和GIS的城市大气环境实时动态监测系统

针对城市大气环境污染问题,采用ZigBee和GIS技术研发了城市大气环境实时动态监测系统。该系统分为系统感知层和系统应用层。系统感知层是基于ZigBee无线自组网技术的硬件无线传感网,负责城市大气环境监测指标的实时动态定位采集与传输;系统应用层是基于WebGIS的城市大气环境实时动态监测软件系统,实时监测并模拟城市大气环境的动态变化,精确定位污染源地理分布并预警污染事故的发生。感知层与应用层通过GPRS方式实现数据的双向传输,系统的数据管理采用Oracle11g实现。试运行结果表明,该系统实现了对大气环境监测数据的自适应采集以及实时、可靠地高效传输,为城市大气环境质量的监控与治理提供良好的技术支撑与可靠的数据支持。