一种地质灾害自动化监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种地质灾害自动化监测系统及方法，其特征在于，包括数据采集模块，数据传输模块，数据监测及标准化模块，数据交流和共享模块；所述数据采集模块用于采集各项地质灾害数据，所述数据传输模块用于传输采集到的各项数据；所述数据标准化模块对不同的数据格式进行统一；所述数据交流和共享模块用于地质险情的预测，包括调查评价单元，群测群防单元，大数据存储单元和机器学习单元。本发明专利技术利用地理信息技术和数据库技术，用专业的方式采集地质灾害数据，建立地质灾害详查数据库，对地质灾害数据进行标准化处理，以提高地质灾害信息交流和共享的有效性，对提高有效防治地质灾害起到至关重要的作用。起到至关重要的作用。起到至关重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种地质灾害自动化监测系统及方法


[0001]本专利技术属于灾害监测领域，尤其涉及一种地质灾害自动化监测系统及方法。

技术介绍

[0002]每年都有地质灾害发生，滑坡，崩塌以及泥石流灾害给当地人民造成不小的危害。精准预测和监测地质灾害对具有重大意义。
[0003]地质灾害监测工作中为了获取更为全面的量化指标，往往采用多种监测仪器，随着大量监测仪器的应用，由于仪器设备的开发者所采用的软件技术不同、技术手段不同，其监测数据往往分散于不同类型数据库中，且数据格式也千差万别，这也导致监测数据的采集、传输、获取及处理等技术存在兼容性问题，且随着监测范围的扩大、不同仪器厂商之间的软硬件的兼容性问题越来越多，同时监测数据采集频率较高、监测时间较长、数据量大，这些问题都直接影响到整个监测预警系统有效持续的运作。种种因素导致现有技术的地质灾害监测系统存在准确率低，联动性差的缺点，而且现有系统对险情的预判性较差。
[0004]本专利技术旨在提供一种更为精准有效，持续稳定的地质灾害自动化监测系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种地质灾害自动化监测方法及系统，旨在解决现现有技术的地质灾害监测系统存在准确率低，联动性差的问题。
[0006]本专利技术提供一种地质灾害自动监测系统，包括数据采集模块，数据传输模块，数据监测及标准化模块，数据交流和共享模块；数据采集模块用于采集各项地质灾害数据，数据传输模块用于传输采集到的各项数据；数据标准化模块对不同的数据格式进行统一；所述数据交流和共享模块用于地质险情的预测，包括调查评价单元，群测群防单元，大数据存储单元和机器学习单元。
[0007]所述数据采集模块用于采集地形地貌，雨量站点，灾害点分布数，地质数据，地质灾害崩塌，塌陷，泥石流，地面沉降，地裂缝，滑坡地质灾害数据，系统根据采集的原数据建立空间数据库和属性数据库，并利用统一编码完成空间数据库和属性数据库之间的相互连接，在完成地质灾害图形数据库后，系统便可以为终端提供查询，统计，大数据机器学习的功能。
[0008]所述数据监测及标准化模块用于把采集的原始数据进行解析、异常处理、建立统一数据标准措施，最后通过数据库调用通用访问组件存储入库；数据交流和共享模块包括调查评价，群测群防，建设智能数据仓库，利用大数据和机器学习原理，针对调查评价提取特征，对地质灾害进行预测，以达到有效预防和规避灾害的效果。
[0009]进一步，所述数据采集模块包括超声波泥位采集单元，光学雨量采集单元以及GPS检测单元，所述泥位采集单元利用超声波准确的测量出污泥层的高度和厚度，提供分析污泥沉淀特性的真实数据依据，所述光学雨量采集单元自动记录降水量，降水时数，降水强
度，降水起止时间。
[0010]进一步，所述数据监测及标准化模块包括空间数据库和监测时序数据库，所述空间数据库包括图形数据库和属性数据库，在对图形数据库和属性数据库进行构建时，利用统一的编码完成两种数据库之间的相互连接，在完成图形数据库后，便可以针对地质灾害系统进行数据查询，统计，以及机器学习模型的训练。
[0011]进一步，所述数据监测及标准化模块根据数据库表结构，设计标准化数据类型，将源数据库主键、目标数据库主键、是否获取变化量、参数进行一一对应，通过数据解析功能，将数据类型统一标准化，主键是char类型，监测数据编码为char类型，监测值为double，监测时间为Date类型，数据来源为String类型。
[0012]对于检测仪所获取的原始记录的频率值，无法直接使用，系统采用相应的公式、参数换算，获取预警、预报数据。程序中采用工作流配置文件的方式，将不同类型的公式及相应的参数写入配置文件。系统通过遍历配置文件处理数据的各个测点的数据，调用对应的公式，根据标准实现数据转换。
[0013]进一步，所述监测时序数据库自动识别监测异常数据，数据采集模块把采集到的信息每三分钟回传一次，用前一条数据的时间减去后一条数据的时间，时间差为3分钟则判断为正常，超过即为异常。
[0014]影响监测数据采集的因素有很多，监测数据出现丢失，跳跃等异常经常发生，错过灾害发生的关键时刻，达不到灾害预防的目的。因此，在使用监测数据之前需要对数据进行异常识别处理，然后再将数据存储到数据库表中。并对原始数据做出备份。
[0015]进一步，所述机器学习单元构建基于大数据存储提取信息量的模型，具体如下：地质灾害受多种因素影响，信息量模型能够反应导致灾害因素及细分区间的组合，对地质灾害发生的概率进行预判，其中，对应某种状态下，地质灾害信息量公式可表示为M.1，，即为M.1；式中：——对应因素 A、j 状态或区间下地质灾害 B 发生的信息量； ——对应因素 A、j 状态或区间下地质灾害分布的单元数；——调查区已知有地质灾害分布的单元总数；——因素 A、j 状态或区间分布的单元数；——为调查区单元总数；—— 对应在选择的时间范围内分布的单元数；—— 对应以月份为单位的时间范围；——对应选择时间范围内的灾害发生概率的平均值；
当>0时，反映了对应因素 A、j 状态或区间下地质灾害发生倾向的信息量较大，地质灾害发生的可能性较大，当<0 时， 表明因素 A、j 状态或区间条件下，不利于地质灾害发生；当 =0 时，表明因素 A、j 状态或区间不提供有关地质灾害发生与否的任何信息，即因素 A、j 状态或区间可以剔除掉，排除其作为地质灾害预测因子；由于每个评价单元受众多因素的综合影响，各因素又存在若干状态，各状态因素组合条件下地质灾害发生的总信息量可用公式M.2确定：，即为M.2；式中：——对应特定单元地质灾害发生的总信息量，指示地质灾害发生的可能性，可作为地质灾害易发性指数；——对应特定因素、第 i 状态或区间条件下的地质灾害面积或地质灾害点数；—— 对应在选择的时间范围内分布的单元数；—— 对应以月份为单位的时间；——对应选择时间范围内的灾害发生概率的平均值；——对应特定因素、第 i 状态或区间的分布面积；——调查区地质灾害总面积或总地质灾害点数；——调查区总面积。
[0016]利用大数据存储和机器学习原理，针对调查评价提取特征，不断提升灾害治理效率。基于大数据存储提取危险性评价因子：在分地带统计过程中，将数据集分类区作为核心，来完成对数据集的数值统计。分类区指的是空间数据库的栅格数据中存在具有相同数值的栅格单元。通常情况下，区域历史灾害越多，则证明地质条件越差，这些区域发生地质灾害的概率将会更高，在统计过程中，可以通过GIS来将灾害点现状分布图与评价单元相叠加，然后结合分带统计来明确历史灾害情况。若评价时位发现灾害点，则可以认定该单元为不危险区。灾害点密度越高，则总体危险系数增加。
[0017]本专利技术提供一种地质灾害监测方法，通过地质灾害自动监测系统采集地质灾害数据，建立地质灾害数据库，并对数据进行标准化处理，及时对地质灾害的发生进行预判。
[0018]本专利技术的有益效果：第一，本专利技术利用地理信息技术和数据库技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地质灾害自动监测系统，其特征在于，包括数据采集模块，数据传输模块，数据监测及标准化模块，数据交流和共享模块；所述数据采集模块用于采集各项地质灾害数据，所述数据传输模块用于传输采集到的各项数据；所述数据标准化模块对不同的数据格式进行统一；所述数据交流和共享模块用于地质险情的预测，包括调查评价单元，群测群防单元，大数据存储单元和机器学习单元。2.如权利要求1所述的地质灾害自动监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括超声波泥位采集单元，光学雨量采集单元以及GPS检测单元，所述泥位采集单元利用超声波准确的测量出污泥层的高度和厚度，提供分析污泥沉淀特性的真实数据依据，所述光学雨量采集单元自动记录降水量，降水时数，降水强度，降水起止时间。3.如权利要求1所述的地质灾害自动监测系统，其特征在于，所述数据监测及标准化模块包括空间数据库和监测时序数据库，所述空间数据库包括图形数据库和属性数据库，在对所述图形数据库和所述属性数据库进行构建时，利用统一的编码完成两种数据库之间的相互连接，在完成所述图形数据库后，便可以针对地质灾害系统进行数据查询，统计，以及机器学习模型的训练。4.如权利要求3所述的地质灾害自动监测系统，其特征在于，所述数据监测及标准化模块根据数据库表结构，设计标准化数据类型，将源数据库主键、目标数据库主键、是否获取变化量、参数进行一一对应，通过数据解析功能，将数据类型统一标准化，主键是char类型，监测数据编码为char类型，监测值为double，监测时间为Date类型，数据来源为String类型。5.如权利要求3所述的地质灾害自动监测系统，其特征在于，所述监测时序数据库自动识别监测异常数据，所述数据采集模块把采集到的信息每三分钟回传一次，用前一条数据的时间减去后一条数据的时间，时间差为3分钟则判断为正常，超过即为异常。6.如权利要求1所述的地质灾害自动监测系统，其特征在于：所述机器学习单元构建基于大数据存储提取信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺敬，张晔，沙令宝，王晓玮，刘妍芬，孙慧，闫宇翔，贾一灿，曲成闯，
申请(专利权)人：山东省国土空间生态修复中心山东省地质灾害防治技术指导中心，山东省土地储备中心，
类型：发明
国别省市：