山地灾害链预测预报及监测预警系统及实现流程技术方案

本发明专利技术涉及山地灾害链预测预报及监测预警系统及实现流程，包括预测预报系统、现场数据汇集系统、现场数据通信系统、远程数据处理系统和多参数阈值预警系统，预测预报系统根据山地灾害链多因素耦合机理预测；现场数据汇集系统对现场数据进行采集汇集；现场数据通信系统由短程通信网络、远程无线通信网络和卫星通信网络组成；多参数阈值预警系统是对现场多参数数据进行分析，进行预警，采用本发明专利技术的优点在于：基于山地灾害链互相相关性及耦合特性预测预报系统；基于滑坡崩塌、堰塞湖、泥石流灾害的数据汇集系统综合预警阈值，形成了山地灾害链的多参数监测预警体系，提高了山地灾害链预警精度；结合预测及实时监测的山地灾害链预警系统。

Forecasting, Forecasting, Monitoring and Early Warning System of Mountain Disaster Chain and Its Realization Process

The present invention relates to a mountain hazard chain prediction, prediction, monitoring and early warning system and its implementation process, including a prediction and prediction system, a field data collection system, a field data communication system, a remote data processing system and a multi-parameter threshold early warning system. The prediction and prediction system predicts the mountain hazard chain according to the multi-factor coupling mechanism, and the field data collection system collects and collects the field data. The field data communication system is composed of short-range communication network, remote wireless communication network and satellite communication network. The multi-parameter threshold early warning system is used to analyze and early warn the field multi-parameter data. The advantages of the present invention are: a prediction and prediction system based on the correlation and coupling characteristics of mountain hazard chain; and data based on landslide, barrier lake and debris flow hazards. The integrated warning threshold of the collection system forms a multi-parameter monitoring and early warning system for mountain disaster chain, which improves the accuracy of mountain disaster chain early warning, and a mountain disaster chain early warning system combining prediction and real-time monitoring.

【技术实现步骤摘要】
山地灾害链预测预报及监测预警系统及实现流程
本专利技术涉及一种山地灾害监测预警领域，具体涉及山地灾害链预测预报及监测预警系统及实现流程。
技术介绍
山地灾害是点多面广的地质灾害，常常会诱发出一连串的次生灾害链，如崩塌滑坡灾害发生后引发堵江堵河，形成堰塞湖，水位上涨溃坝又形成泥石流灾害。2014年美国华盛顿州滑坡转化为泥石流灾害使得45人死亡失踪特大规模泥石流灾害，2018年10月10日，西藏自治区昌都市江达县和四川省甘孜藏族自治州白玉县境内发生山体滑坡，堵塞金沙江干流河道，形成堰塞湖，2018年10月13日，金沙江白格堰塞湖右岸溃口冲开，形成泥石流灾害，灾情严重。这些案例表明其防灾任务依然十分艰巨。由于工程防灾措施投资高、周期长，在短期内仅能解决部分防灾减灾问题；针对山地灾害链，预测预警技术具有成本低、工期短、见效快的特点。是目前最经济有效的减灾手段，特别是可以避免大量的人员伤亡。存在的关键问题包括：（1）对潜在的山地灾害链缺乏有效的识别方法，无法对其进行有效的预测和监测；（2）缺乏基于山地灾害链形成机理的预警和预报预测方法，主要依赖传统的统计方法和单一的临界降水量指标，在实际应用中仍然存在精度不高的问题；（3）对于山地灾害链监测预警没有体系支撑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，在此提出一种山地灾害链监测预测及预警系统，基于山地灾害链多因素耦合机理及成灾过程的预警和预报方法，精度高，误报率低，整套系统搭建费用较低，易于实现；通过实验推广至水电、交通以及城镇的监测预警实践，取得了显著减灾效益和社会经济效益。本专利技术是这样实现的，构造一种山地灾害链预测预报及监测预警系统，包括预测预报系统、现场数据汇集系统、现场数据通信系统、远程数据处理系统和多参数阈值预警系统，其中，所述的预测预报系统根据山地灾害链多因素耦合机理，对区域山地灾害链进行易发性预测；所述的现场数据汇集系统对现场数据进行采集汇集，包括有传感器和数据采集终端，所述的传感器分别与对应的数据采集终端连接；所述的现场数据通信系统由短程通信网络、远程无线通信网络和卫星通信网络组成，所述短程通信网络由现场的各个分站点间以及中心站点的通信网络组成，其中，各个分站点将数据汇集到中心站点；所述的远程通信网络由能利用卫星通信网络将中心站点汇集的数据传输至远程数据处理系统的公网通信及卫星通信组成；所述的远程数据处理系统由计算机硬件及其相应软件组成，主要功能将中心站发送的数据进行分析处理入库；所述的多参数阈值预警系统是对现场多参数数据进行分析，根据多参数阈值预警系统进行预警。首先，预测可能发生的山地灾害链区域；其次针对现场重点危险区域进行数据汇集（包括滑坡崩塌灾害数据汇集系统、堰塞湖灾害数据汇集系统、泥石流灾害数据汇集系统），采集相关数据信息并通过现场数据通信系统传输至远程数据处理系统，多参数阈值预警系统根据处理结果进行是否预警操作。进一步，限定所述的山地灾害链预测预报及监测预警系统还包括用于对现场的各个分站点间以及中心站点供电的野外供电保障系统。]更进一步，限定所述的野外供电保障系统为太阳能风能互补的供电系统根据本专利技术所述山地灾害链监测预测及预警系统，预测系统根据山地灾害链多因素耦合机理，对区域山地灾害链进行易发性预测，主要功能针对特定区域进行灾害链的预测。另外，进一步，限定所述的现场数据通信系统包括短程无线通信、卫星通信和远程无线通信；所述的远程数据处理系统包括卫星接收终端、网络数据接入、数据处理服务器、数据存储服务器、数据发布服务器、GIS服务器；所述的多参数阈值预警系统包括多参数阈值设定、预警信息发布。远程数据处理系统的主要功能是数据接收、数据分析、数据存储、数据查询、曲线查询、GIS图形、数据发布和预警系统。进一步，限定所述的现场数据汇集系统分别包括有滑坡崩塌灾害数据参数汇集系统、堰塞湖灾害数据参数汇集系统和泥石流灾害数据参数汇集系统。更进一步，限定所述的滑坡崩塌灾害数据参数汇集系统至少监测区域现场的降水量、表面位移、倾斜角度、深部位移及地声振动。更进一步，限定所述的堰塞湖灾害数据参数汇集系统至少监测区域现场降水量、流速流量、坝体压力及湖面水位。再进一步，限定所述的泥石流灾害数据参数汇集系统至少监测区域现场降水量、孔隙压力、含水量、泥位及地声振动。另外，山地灾害链预测预报及监测预警系统的实现流程，包括以下步骤，第一步，根据山地灾害链多因素耦合机理预测可能发生山地灾害链的区域，即对预测有可能发生灾害的重点区域进行现场监测预警；没有可能则不需要进行现场监测；第二步，对所述的重点区域进行山地灾害链监测站点，获取多数据参数，即根据现场实际情况布设滑坡崩塌灾害监测站、堰塞湖灾害监测站和泥石流灾害监测站，其中，所述的滑坡崩塌灾害监测站获取滑坡崩塌灾害数据参数，所述的堰塞湖灾害监测站获取滑坡崩塌灾害数据参数，所述的泥石流灾害监测站获取堰塞湖灾害数据参数；第三步，利用所述的现场数据汇集系统对现场数据进行采集汇集；第四步，利用所述的现场数据通信系统接收所述的现场滑坡崩塌灾害数据参数、所述的堰塞湖灾害数据参数和所述的堰塞湖灾害数据参数；第五步，利用所述的远程数据处理系统分析第四步获得的数据参数，将滑坡崩塌灾害监测站、堰塞湖灾害监测站和泥石流灾害监测站发送的数据进行分析处理入库；第六步，利用所述的多参数阈值预警系统判定现场多参数数据是否达到预警阈值，没有达到则继续监测；如果达到则进行预警。进一步限定，所述的滑坡崩塌灾害监测站布设有监测滑坡崩塌灾害的传感器，所述的堰塞湖灾害监测站布设有监测堰塞湖灾害的传感器，所述的泥石流灾害监测站布设有监测泥石流灾害的传感器和数据采集终端，所有的传感器分别与对应的数据采集终端连接，用于采集相关信息，数据采集终端与短程及远程无线通信终端连接。更进一步，限定山地灾害链预测预报及监测预警系统的实现流程，当发生降水的时候，各个分站点自动加密数据采集频率，并将数据汇集到中心站点。预测及预警实现流程如下：（1）通过对山地灾害链预测，预测可能发生山地灾害链的区域；如果有可能发生灾害则对重点区域进行现场监测预警；没有可能则不需要进行现场监测；（2）对重点区域进行山地灾害链监测，根据现场实际情况布设滑坡崩塌灾害监测站、堰塞湖灾害监测站、泥石流灾害监测站，站点布设完毕后，远程数据处理中心接收现场多参数数据，判定现场多参数数据是否达到预警阈值，没有达到则继续监测；如果达到则进行预警。采用本专利技术的技术方案的优点在于：1）本方法是基于山地灾害链互相相关性及耦合特性预测预报系统；2）本方法建立基于滑坡崩塌、堰塞湖、泥石流灾害的数据汇集系统综合预警阈值，形成了山地灾害链的多参数监测预警体系，提高了山地灾害链预警精度；3）本方法是结合预测及实时监测的山地灾害链预警系统。附图说明图1是本专利技术山地灾害链预测预报及监测预警系统的整体示意图；图2是本专利技术运行流程示意图；图3是本专利技术预警流程示意图；图4是本专利技术山地灾害链预测预报方法框图。具体实施方式下面将结合附图1-4对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：包括预测预报系统（1）、现场数据汇集系统（2）、现场数据通信系统（3）、远程数据处理系统（4）和多参数阈值预警系统（5），其中，所述的预测预报系统（1）根据山地灾害链多因素耦合机理，对区域山地灾害链进行易发性预测；所述的现场数据汇集系统（2）对现场数据进行采集汇集，包括有传感器和数据采集终端，所述的传感器分别与对应的数据采集终端连接；所述的现场数据通信系统（3）由短程通信网络（3a）、远程无线通信网络(3b）和卫星通信网络（3c）组成，所述短程通信网络由现场的各个分站点间以及中心站点的通信网络组成，其中，各个分站点将数据汇集到中心站点；所述的远程通信网络由能利用卫星通信网络将中心站点汇集的数据传输至远程数据处理系统的公网通信及卫星通信组成；所述的远程数据处理系统（4）由计算机硬件及其相应软件组成，能将中心站发送的数据进行分析处理入库；所述的多参数阈值预警系统（5）是对现场多参数数据进行分析，根据多参数阈值预警系统进行预警。

【技术特征摘要】
1.山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：包括预测预报系统（1）、现场数据汇集系统（2）、现场数据通信系统（3）、远程数据处理系统（4）和多参数阈值预警系统（5），其中，所述的预测预报系统（1）根据山地灾害链多因素耦合机理，对区域山地灾害链进行易发性预测；所述的现场数据汇集系统（2）对现场数据进行采集汇集，包括有传感器和数据采集终端，所述的传感器分别与对应的数据采集终端连接；所述的现场数据通信系统（3）由短程通信网络（3a）、远程无线通信网络(3b）和卫星通信网络（3c）组成，所述短程通信网络由现场的各个分站点间以及中心站点的通信网络组成，其中，各个分站点将数据汇集到中心站点；所述的远程通信网络由能利用卫星通信网络将中心站点汇集的数据传输至远程数据处理系统的公网通信及卫星通信组成；所述的远程数据处理系统（4）由计算机硬件及其相应软件组成，能将中心站发送的数据进行分析处理入库；所述的多参数阈值预警系统（5）是对现场多参数数据进行分析，根据多参数阈值预警系统进行预警。2.如权利要求1所述的山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：还包括用于对现场的各个分站点间以及中心站点供电的野外供电保障系统。3.如权利要求2所述的山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：所述的野外供电保障系统为太阳能风能互补的供电系统。4.如权利要求1所述的山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：所述的现场数据通信系统（3）包括短程无线通信(3a)、卫星通信（3b）、远程无线通信（3c）；所述的远程数据处理系统（4）包括卫星接收终端（4a）、网络数据接入（4b）、数据处理服务器（4c）、数据存储服务器（4d）、数据发布服务器（4e）、GIS服务器（4f）；所述的多参数阈值预警系统（5）包括多参数阈值设定（5a）、预警信息发布（5b）。5.如权利要求1所述的山地灾害链预测预报及监测预警系统，其特征在于：所述的现场数据汇集系统分别包括有滑坡崩塌灾害数据参数汇集系统（2a）、堰塞湖灾害数据参数汇集系统(2b)和泥石流灾害数据参数汇集系统(2c)。6.如权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海涛，黄娜，陈宁生，邓明枫，胡桂胜，王涛，王珊珊，罗颖，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51