[发明专利]一种星地协同的边坡多风险因子联合实时监测与预警方法

说明书

本发明公开了一种星地协同的边坡多风险因子联合实时监测与预警方法，包括以下步骤：获取边坡的实时监测数据和健康参数数据；将获取的数据经5G/4G无线网络传输至云服务器端，云服务器端对获取数据进行存储、管理并传输至数据分析模组；由数据分析模组对数据进行计算得到多个监测指标和健康指标；数据分析模组将监测指标与健康指标比对，并得到健康诊断信息和预警信息。其同时对多个指标连续监测，及时捕捉边坡状态变化的特征信息，并通过有线或无线方式将实时监测数据及时发送到云服务器端。通过数据分析模组进行处理，对边坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如山体边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，准确、有效地监测灾情发生。

技术领域

本发明涉及滑坡监测技术领域，尤其涉及一种星地协同的边坡多风险因子联合实时监测与预警方法。

背景技术

边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式之一。按照边坡的成因可分为天然边坡和人工边坡；按照构成边坡的坡体材料的性质可分为土质边坡和岩质边坡；按边坡的稳定程度可分为稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡和不稳定边坡。边坡是一种复杂的、可形变的结构，受到地震、台风、降雨等自然因素以及周遭施工、附近路面与轨道振动等人为因素的影响下，极易发生形变，严重时将发生滑坡。滑坡是一种常见的重大地质灾害，往往给工农业生产甚至人民生命财产造成巨大损失，位于乡村、郊区的滑坡常常摧毁农田，伤害人畜，毁坏道路、农业机械设施和水利水电设施等，位于城镇的滑坡常常砸埋房屋，摧毁工厂、学校，造成停水、停电等，严重时甚至能摧毁整个城镇。边坡地质灾害主要发生在地震、台风、“龙舟水”及暴雨期间，突发性强，难以提前发现，采用科学的技术手段对滑坡易发区域进行实时监测是十分必要的。因此，为了能高效和准确的评估边坡的安全状况，及时预警重大的安全事故，边坡的实时监测预警技术愈发受到重视。

现有技术中，常用的边坡监测方法包括：(1)在边坡表面布置多个静力水准仪，对边坡表面位移进行监测；(2)在边坡表面布置多个测点，利用全站仪对测点进行位移监测；(3)基于GNSS的边坡监测；(4)基于星载合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar)的边坡监测。利用静力水准仪、全站仪进行的边坡表面位移监测操作简单、精度高，但是无法远程监测，自动化程度低，依赖人工操作，受自然环境的影响较大，并且数据采样周期较长导致数据较少，分析困难。基于GNSS(Global Navigation Satellite System)的边坡监测是在边坡表面布置多个测点和安装GNSS接收器，并在附近一个不易发生位移、精确位置已知的地方布置基准站以提高监测点的测量精度。该方法自动化程度高，数据采样频率高，能够进行远程监测，受自然环境的影响较小，但依然属于点位监测，一旦形变、位移发生在未安装传感器的位置，则有可能造成漏报、误报，难以反映边坡整体的稳定性以及形变趋势，在边坡分布范围较广、面积较大时还存在成本过高的问题。基于InSAR的边坡监测具有大范围、全天候、无接触等优点，能够实现超大范围的地表形变监测，能够反映边坡整体的稳定性以及形变趋势，但缺点是数据采样频率较低、测量精度较低，难以作出及时、准确的预警。

上述四种边坡监测方法均是针对边坡表面位移进行监测，而边坡表面位移并不是评估边坡稳定性的唯一指标，表面倾斜度、地区降雨量、土壤含水率也是判断边坡是否将会滑坡的重要依据，若边坡曾经发生过开裂而存在裂缝，裂缝的宽度、发展趋势也能很大程度上反映边坡坡体的蠕动情况，为滑坡预警提供有力的依据。