專利名稱：一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物理的自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法。
背景技術(shù)：
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是集地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理、監(jiān)測(cè)儀器、時(shí)空技術(shù)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究與應(yīng)用多是圍繞崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行的。
監(jiān)測(cè)方法主要以針對(duì)檢測(cè)的參數(shù)類型來分成四大類。首先是災(zāi)害體變形監(jiān)測(cè)，包括以測(cè)量位移形變信息為主的監(jiān)測(cè)方法如災(zāi)害體地下深部變形、地表變形和相對(duì)位移監(jiān)測(cè)、地表絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)，該類技術(shù)目前較為成熟，精度較高，常作為
常規(guī)技術(shù)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)；由于獲得的是直觀、直接信息，特別是位移變形量，
往往成為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的主要依據(jù)之一。
其次是監(jiān)測(cè)災(zāi)害體物理、化學(xué)場(chǎng)等場(chǎng)變化信息，如應(yīng)力監(jiān)測(cè)、地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素(氡氣、汞氣)測(cè)量、地球化學(xué)方法以及地脈動(dòng)測(cè)量。目前國(guó)際上用于監(jiān)測(cè)滑坡等災(zāi)害體所含放射元素(鈾、鐳)衰變產(chǎn)物(如氡氣)濃度、化學(xué)元素及其物理場(chǎng)的變化，地質(zhì)災(zāi)害體的物理、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化，往往同災(zāi)害體的變形破壞聯(lián)系密切，相對(duì)于位移變形，具有超前性。
還有監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害地下水活動(dòng)、富含特征、水質(zhì)特征為主的監(jiān)測(cè)方法。如地下水位(或地下水壓力)監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)和地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。大部分地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)展均與災(zāi)害體內(nèi)部或周圍的地下水活動(dòng)關(guān)系密切，同時(shí)在災(zāi)害體生成的過程中，地下水的本身特征也相應(yīng)發(fā)生變化。
最后是誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)，主要包括以監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素為主的監(jiān)測(cè)技術(shù)方
法氣象監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等。降雨、地下
水活動(dòng)是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素；降雨量大小、時(shí)空分布特征是評(píng)價(jià)區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害(特別是崩、滑、流三大地質(zhì)災(zāi)害的判別)的主要判別指標(biāo)之一；人類工程活動(dòng)是現(xiàn)代地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素之一，因此地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)是災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要組成部分。
國(guó)內(nèi)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方面有許多單項(xiàng)或雙項(xiàng)監(jiān)測(cè)儀表，它們?cè)陬A(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面的應(yīng)用上受到一些局限。
地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害形成的主要成因，它既是各個(gè)監(jiān)測(cè)模塊構(gòu)成的綜合體，還是地質(zhì)災(zāi)害成因分析的一個(gè)智能有機(jī)體系。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括變形位移、物理與化學(xué)場(chǎng)、誘發(fā)因素、地下水活動(dòng)等。其中變形位移采用非接觸式檢測(cè)，在確保精度的同時(shí)強(qiáng)調(diào)直觀性、簡(jiǎn)便性和低成本，引入高新技術(shù)對(duì)災(zāi)害體進(jìn)行多角度的立體監(jiān)測(cè)，是提煉、優(yōu)化、進(jìn)步、全新研發(fā)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的綜合項(xiàng)目。
己有地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器的種類和監(jiān)測(cè)內(nèi)容
種類
內(nèi)容
變形 宏觀地質(zhì)調(diào)査監(jiān)測(cè) 地表位移監(jiān)測(cè)
深部位移監(jiān)測(cè)物理與應(yīng)力場(chǎng)監(jiān)測(cè)
化學(xué)場(chǎng)地聲監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)電磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)
災(zāi)害體溫度監(jiān)
放射性監(jiān)測(cè)
汞氣監(jiān)測(cè)
各種災(zāi)害的實(shí)地宏觀地質(zhì)巡査
崩塌、滑坡、泥石流和地面沉降等災(zāi)害的地表整體和
裂縫位移變形監(jiān)測(cè)
具有明顯深部滑動(dòng)特征的崩滑災(zāi)害裸都份移監(jiān)測(cè)_
崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害體特殊部位或整體應(yīng)力場(chǎng)變化監(jiān)測(cè)
崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害活動(dòng)過程中的聲發(fā)射事件特征監(jiān)測(cè)
災(zāi)害體演化過程中的電場(chǎng)、磁場(chǎng)變化信息監(jiān)測(cè)滑坡、泥石流等災(zāi)害在活動(dòng)過程中的災(zāi)體溫度變化監(jiān)
裂縫塌陷等災(zāi)害體特殊部位的氡氣異常監(jiān)測(cè)裂縫塌陷等災(zāi)害體特殊部位的汞氣異常監(jiān)測(cè)
誘發(fā)氣象監(jiān)測(cè)受大氣降水影響的災(zāi)害誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)，如崩塌滑坡泥石
流地面塌陷裂縫
因素地震監(jiān)測(cè)受地震影響的災(zāi)害誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)，如崩塌、滑坡、泥
石流、地面塌陷
監(jiān)測(cè)人類工程活動(dòng)人類工程活動(dòng)對(duì)災(zāi)害的形成、發(fā)展過程中的影響監(jiān)測(cè)
地下 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)《水檢孔隙水壓力監(jiān);
測(cè) 地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)
滑坡、泥石、流地面塌陷災(zāi)害的地下水位動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)滑坡、泥石流災(zāi)害體內(nèi)孔隙水壓力監(jiān)測(cè)
滑坡、泥石流、地面塌陷、海水侵入災(zāi)害的地下水質(zhì)動(dòng)
態(tài)變化監(jiān)《
7本課題研發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器的種類和監(jiān)測(cè)內(nèi)容
種類
內(nèi)容
地質(zhì)深部位移監(jiān)測(cè) 具有明顯深部滑動(dòng)特征的崩滑災(zāi)害深部位移監(jiān)測(cè)
地表位移監(jiān)測(cè) 崩塌、滑坡、泥石流和地面沉降災(zāi)害的地表整體和裂縫位移變形監(jiān)測(cè)
崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害活動(dòng)過程中的聲發(fā)射事件特征監(jiān)測(cè)l
裂縫塌陷等災(zāi)害體特殊部位的氡或汞氣異常監(jiān)測(cè)明顯受大氣降水影響的災(zāi)害誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)明顯受地震影響的災(zāi)害誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)
災(zāi)害地聲監(jiān)》
綜合監(jiān)測(cè)
化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)氣象監(jiān)測(cè)地震監(jiān)測(cè)
地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)滑坡、泥石流、地面塌陷災(zāi)害的地下水位動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)
本系統(tǒng)不是上述各種單一監(jiān)測(cè)裝置的簡(jiǎn)單組合，而是在監(jiān)測(cè)原理和技術(shù)方法上的提升和集成。由于災(zāi)害是一系列內(nèi)外復(fù)雜因素綜合作用的結(jié)果，因而需要對(duì)多參數(shù)進(jìn)行分析才能對(duì)災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，從而把損失降到最低。
地質(zhì)災(zāi)害成因是復(fù)雜多變量的綜合系統(tǒng)，其中某單個(gè)參數(shù)處于臨界狀態(tài)并不一定表示災(zāi)害即將發(fā)生，實(shí)踐證明要較為正確地預(yù)報(bào)地質(zhì)災(zāi)害需要多參數(shù)同時(shí)監(jiān)領(lǐng)U，并還需要清楚常態(tài)下各參數(shù)及地表演化過程相互關(guān)聯(lián)的作用機(jī)理，以及某一參數(shù)達(dá)到臨界值后會(huì)加速出現(xiàn)的連鎖反映。這些關(guān)系是長(zhǎng)期研究、總結(jié)的結(jié)果。因而研發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)控系統(tǒng)，滿足大面積、長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)、無人值守的監(jiān)測(cè)要求，無論對(duì)減少極端事件(強(qiáng)地震、強(qiáng)降雨)衍生次生地質(zhì)災(zāi)害的危害，還是揭示地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理都具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全天候、無人化定時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括，災(zāi)害體地下深部變形監(jiān)測(cè)單元采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井或鉆孔埋設(shè)于斜坡或?yàn)?zāi)害體上，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡深部變形信息于系統(tǒng)信息分析控制單元，用于斜坡早期變形破壞方式、深度、范圍的監(jiān)測(cè)，是本系統(tǒng)最主要的監(jiān)測(cè)單元之一；
成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光掃描器，定時(shí)連續(xù)掃描得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢查、位置和方位監(jiān)測(cè)等一系列圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)，發(fā)出定量報(bào)警；同時(shí)還增設(shè)
8多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距，距離的變動(dòng)量也發(fā)出定量報(bào)警; 另外上述三種變形、位移信息與數(shù)據(jù)結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的物體是否整 體出現(xiàn)位移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體位移及位移加 速度最后作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；
信息分析控制單元其硬件設(shè)備為工業(yè)微處理器，配備I/O輸入輸出模塊； 其運(yùn)行的軟件分成信號(hào)處理運(yùn)算、分析判斷、輸出控制、通訊管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存部 分；軟件運(yùn)行參數(shù)應(yīng)依據(jù)具體災(zāi)害體(或類型)的當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的差別而不同設(shè) 置；將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成四級(jí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移，無其它外界因素干擾，處于預(yù)備級(jí)；開 始伴隨降雨量出現(xiàn)或地下含水量升高，處于預(yù)警級(jí)；伴隨振動(dòng)、聲納的出現(xiàn)，處 于前期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)；振動(dòng)、聲納加大，化學(xué)氣體超常并位移加速提高發(fā)出地 質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。反之各種現(xiàn)象逐步消失，降低預(yù)報(bào)等級(jí)；
降雨量監(jiān)測(cè)單元為一個(gè)收集雨水的桶體，內(nèi)設(shè)水位計(jì)，計(jì)算總的24小時(shí)的 降雨量，分到每個(gè)小時(shí)的降雨量，記錄年、月、日合計(jì)降雨量等信息；在底部有 電磁閥，每日零點(diǎn)排放存集的雨水，完畢后自動(dòng)關(guān)閉；降雨量、持續(xù)強(qiáng)度，作為 災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；
風(fēng)速監(jiān)測(cè)單元設(shè)置單一風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到高限時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的滾 石、墜落物作出報(bào)警；
濕度、溫度監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況，通過熱電阻獲得當(dāng)?shù)貧夂驕囟龋?通過陶瓷濕敏傳感器獲得土壤濕度或含水量參數(shù)；
振動(dòng)、聲納監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)巖土斷裂、移動(dòng)所發(fā)出的斷裂和滑移聲波以 及連續(xù)性的大幅度橫向振動(dòng)，作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；
化學(xué)氣體報(bào)警單元對(duì)災(zāi)害體附近上空堆積的汞氣或氡氣特殊氣體達(dá)到異常
濃度時(shí)，進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警；作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素。
天線發(fā)射單元保持與遠(yuǎn)方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，傳遞監(jiān)測(cè)參數(shù)及分析 數(shù)據(jù)以及傳遞掃描得到的監(jiān)測(cè)區(qū)圖像，供專家遠(yuǎn)程進(jìn)一步會(huì)診；
災(zāi)害報(bào)警單元由紅、黃兩色高光信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成，多級(jí)災(zāi)害
預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃交通信號(hào)燈發(fā)出光報(bào)警，同時(shí)在大屏幕上采用文字 形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果；
上述所有單元均與信息分析控制單元的工業(yè)微處理器連接。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法，旨在以地 質(zhì)災(zāi)害體直接變形位移為主要監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)依據(jù)，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的物理、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生 變化，進(jìn)行模型運(yùn)算分析，就地一體化完成監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)功能。
本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多級(jí) 預(yù)報(bào)分析方法，地下深處變形監(jiān)測(cè)單元采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井(鉆孔) 埋設(shè)于斜坡或?yàn)?zāi)害體上(埋設(shè)位置、埋深視災(zāi)害體具體情況而定)，定時(shí)測(cè)量并地 面無線發(fā)射斜坡深部變形信息于系統(tǒng)接收分析單元，用于斜坡早期變形破壞方式、 深度、范圍的監(jiān)測(cè)；地表成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光掃描器定時(shí)連續(xù)掃描 得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢查、位置和方位監(jiān)測(cè)等一系 列圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)，發(fā)出定量報(bào) 警，同時(shí)還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距，距離的變動(dòng)量 也發(fā)出定量報(bào)警；最后將上述三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的物體是否整體 出現(xiàn)位移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體位移及位移加速 度最后作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；
結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害體的物理、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化，如地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素(氡氣、 汞氣)測(cè)量等相對(duì)于位移變形具有超前性的參數(shù)，進(jìn)行模型運(yùn)算分析；
對(duì)氣象監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等，地質(zhì)災(zāi)害 誘發(fā)因素作為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)之一；
軟件運(yùn)行參數(shù)應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的差別而不同設(shè)置；將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成預(yù)備 級(jí)、預(yù)警級(jí)、前期預(yù)報(bào)級(jí)、災(zāi)害預(yù)報(bào)四級(jí)；
每套裝置自行構(gòu)成獨(dú)立的災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，既利用GPRS通信功能保持與遠(yuǎn) 方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，也在本地配置的災(zāi)害報(bào)警單元上及時(shí)顯示當(dāng)前的災(zāi) 害等級(jí)和預(yù)防措施，就地一體化地完成監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)功能。
本發(fā)明的有益效果是
1、 引入高新技術(shù)對(duì)災(zāi)害體進(jìn)行多參數(shù)的立體監(jiān)測(cè)，以地質(zhì)災(zāi)害體直接變形、 位移為監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的主要依據(jù)，結(jié)合物理與化學(xué)場(chǎng)變化，極端事件誘發(fā)因素和地下 水活動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)為輔助依據(jù)，構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)裝置；
2、 全新的智能地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)分級(jí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，將地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)由偏重于 定性分析，全面拓展向綜合、多參數(shù)定量判斷后作出分級(jí)預(yù)報(bào)過渡；3、建立多級(jí)極端事件衍生地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)報(bào)警系統(tǒng)，明確表達(dá)各種災(zāi)害預(yù)測(cè)出 現(xiàn)情況下，分別按等級(jí)進(jìn)行綜合防災(zāi)減災(zāi)處置方法。


圖l地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)方式示意圖2智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)與多級(jí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)硬件框圖3本發(fā)明智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)與多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
圖1示出， 一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式示意圖； 圖2示出， 一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件框圖，包括， 深部變形監(jiān)測(cè)單元采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井(鉆孔)埋設(shè)于斜坡 或?yàn)?zāi)害體上(埋設(shè)位置、埋深視災(zāi)害體具體情況而定)，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射 斜坡深部變形信息于系統(tǒng)接收分析單元，用于斜坡早期變形破壞方式、深度、范 圍的監(jiān)測(cè)；成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光掃描器，定時(shí)連續(xù)掃描得到監(jiān)測(cè) 區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢査、位置和方位監(jiān)測(cè)等一系列圖像分 析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)，發(fā)出定量報(bào)警；同時(shí) 還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距，距離的變動(dòng)量也發(fā)出定 量報(bào)警；另外三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的物體是否整體出現(xiàn)變形位移， 分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體位移及位移加速度最后作為 災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；
信息分析控制單元是本裝置的重要構(gòu)建。其硬件設(shè)備為工業(yè)微處理器，配 備I/O輸入輸出模塊；其運(yùn)行的軟件是本項(xiàng)研究需重點(diǎn)開發(fā)，并在實(shí)際使用過程 中經(jīng)反復(fù)運(yùn)行調(diào)試的核心技術(shù)。它分成信號(hào)處理運(yùn)算、分析判斷、輸出控制、通 訊管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等部分；軟件運(yùn)行參數(shù)應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的差別而不同設(shè)置； 將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成四級(jí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移，無其它外界因素干擾，處于預(yù)備級(jí)；開始伴 隨降雨量出現(xiàn)或地下濕度升高，處于預(yù)警級(jí)；伴隨振動(dòng)、聲納的出現(xiàn)，處于前期 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)；振動(dòng)、聲納加大，化學(xué)氣體超常并位移加速提高發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害 預(yù)報(bào)。反之各種現(xiàn)象逐步消失，降低預(yù)報(bào)等級(jí)；
降雨量監(jiān)測(cè)單元為一個(gè)收集雨水的桶體，內(nèi)設(shè)水位計(jì)，計(jì)錄總的24小時(shí)的
11錄年、月、日合計(jì)降雨量等信息；在底部有電磁闊，每 日零點(diǎn)排放存集的雨水，完畢后自動(dòng)關(guān)閉；降雨量、持續(xù)強(qiáng)度，作為災(zāi)害即將發(fā) 生預(yù)報(bào)的次要因素；
風(fēng)速監(jiān)測(cè)單元設(shè)置單一風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到高限時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的滾 石、墜落物作出報(bào)警；
濕度、溫度監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況，通過熱電阻獲得當(dāng)?shù)貧夂驕囟龋?通過陶瓷濕敏傳感器獲得土壤濕度參數(shù)；
振動(dòng)、聲納監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)巖土斷裂還是移動(dòng)(包括泥石流)，都將發(fā)出 斷裂和滑移聲波，敏感的動(dòng)物都有感知，往往同災(zāi)害體的變形破壞聯(lián)系密切，是 另一個(gè)重要因素。連續(xù)性的大幅度橫向振動(dòng)，可認(rèn)為是地震或相似于地震(相似 主要指人類工程活動(dòng))，也作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；
化學(xué)氣體報(bào)警單元對(duì)災(zāi)害體附近上空堆積的汞氣或氡氣特殊氣體達(dá)到異常 濃度時(shí)，進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警；現(xiàn)象表示裂縫塌陷活動(dòng)往地殼深處發(fā)展，醞釀?shì)^大的地 質(zhì)運(yùn)動(dòng)，具有超前活躍的特征，作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素。
天線發(fā)射單元保持與遠(yuǎn)方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，每個(gè)裝置有唯一的設(shè) 備命名，它采用事件觸發(fā)工作模式，即出現(xiàn)參數(shù)報(bào)警或?yàn)?zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)別變化時(shí)不斷 發(fā)送信息，正常情況下每天(24小時(shí))僅自動(dòng)通訊一次，但可按接收到的指令要 求隨時(shí)再次發(fā)送信息。擬利用各大電訊公司已開通的短信信息傳遞方式(GPRS), 用短信息包壓縮然后拆分技術(shù)，進(jìn)行雙向交流。另外本裝置推廣后，形成較大范 圍布局，還可直接通過地理信息系統(tǒng)進(jìn)行通訊，不僅傳遞監(jiān)測(cè)參數(shù)及分析數(shù)據(jù)以 及傳遞掃描得到的監(jiān)測(cè)區(qū)圖像，供專家遠(yuǎn)程進(jìn)一步會(huì)診；
災(zāi)害報(bào)警單元由紅、黃兩色高光信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成，多級(jí)災(zāi)害
預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃交通信號(hào)燈發(fā)出光報(bào)警，同時(shí)在大屏幕上采用文字 形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果；在居民集中點(diǎn)設(shè)置本裝置時(shí)，改為紅色報(bào)警閃光 信號(hào)燈，另增設(shè)警報(bào)聲響。
上述所有單元均與信息分析控制單元的工業(yè)微處理器連接。
還具有防雷接地單元相對(duì)高點(diǎn)設(shè)置本裝置時(shí)，加裝防雷接地裝置；電源轉(zhuǎn) 化、儲(chǔ)存單元內(nèi)設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出不同等級(jí)的電壓，提供本裝置全部所需 的電源；還設(shè)置少量的可充電式蓄電池，以備急需狀況下還能繼續(xù)工作一段時(shí)間；
12安裝、接地單元為整個(gè)柱狀物的基礎(chǔ)，放置在混凝土基礎(chǔ)上，通過地腳螺釘固 定，同時(shí)引接地導(dǎo)線與混凝土地部鋼板連接，與大地相通；防盜報(bào)警單元當(dāng)有 物體靠近本裝置0.5米以內(nèi)時(shí)，利用災(zāi)害報(bào)警單元發(fā)出閃爍強(qiáng)光和高頻聲波，恐 嚇入侵動(dòng)物，達(dá)到預(yù)警的效果。
圖3示出， 一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法，深部變形 監(jiān)測(cè)單元，采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井(鉆孔)埋設(shè)于斜坡或?yàn)?zāi)害體上(埋 設(shè)位置、埋深視災(zāi)害體具體情況而定)，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡深部變形信 息于系統(tǒng)接收分析單元，用于斜坡早期變形破壞方式、深度、范圍的監(jiān)測(cè)，發(fā)出 定量報(bào)警，是本系統(tǒng)最主要的監(jiān)測(cè)單元之一；成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光 掃描器定時(shí)連續(xù)掃描得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢查、位 置和方位監(jiān)測(cè)等一系列圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)趨勢(shì)，發(fā)出定量報(bào)警，同時(shí)還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確 測(cè)距，距離的變動(dòng)量也發(fā)出定量報(bào)警；另外三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的 物體是否整體出現(xiàn)位移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體位 移及位移加速度最后作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；
結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害體的物理、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化，如地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素(氡氣、 汞氣)測(cè)量等相對(duì)于位移變形具有超前性的參數(shù)，進(jìn)行模型運(yùn)算分析；
對(duì)氣象監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等，地質(zhì)災(zāi)害 誘發(fā)因素作為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)之一；
軟件運(yùn)行參數(shù)應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的差別而不同設(shè)置；將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成預(yù)備 級(jí)、預(yù)警級(jí)、前期預(yù)報(bào)級(jí)、災(zāi)害預(yù)報(bào)四級(jí)；
每套裝置自行構(gòu)成獨(dú)立的災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，既利用GPRS通信功能保持與遠(yuǎn) 方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，也在本地配置的災(zāi)害報(bào)警單元上及時(shí)顯示當(dāng)前的災(zāi) 害等級(jí)和預(yù)防措施，就地一體化地完成監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)功能。
四級(jí)災(zāi)害預(yù)報(bào)為當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移，無其它外界因素干擾，處于預(yù)備級(jí)；開始伴 隨降雨量出現(xiàn)或地下含水量升高，處于次級(jí)；伴隨振動(dòng)、聲納的出現(xiàn)，處于前期 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)；振動(dòng)、聲納加大，化學(xué)氣體超常并位移加速提高發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害 預(yù)報(bào)；反之各種現(xiàn)象逐步消失，降低預(yù)報(bào)等級(jí)；智能地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)分級(jí)預(yù)報(bào) 系統(tǒng)，將地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)由偏重于定性分析，全面拓展向綜合、多參數(shù)定量判斷后作出分級(jí)預(yù)報(bào)過渡。
單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡深部變形信息于系統(tǒng)接收分 析單元，用于斜坡早期變形破壞方式、深度、范圍的監(jiān)測(cè)，是本系統(tǒng)最主要的監(jiān) 測(cè)單元之一；成像與測(cè)距災(zāi)害監(jiān)測(cè)單元的成像方式采用激光掃描器配合多點(diǎn)定點(diǎn) 非接觸式激光測(cè)距儀，三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的物體是否整體出現(xiàn)位 移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體位移及位移加速度最后 作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素。
災(zāi)害報(bào)警單元由紅、黃兩色高光信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成；在公路旁設(shè) 置本裝置時(shí)，多級(jí)災(zāi)害預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃交通信號(hào)燈發(fā)出光報(bào)警，同 時(shí)在大屏幕上采用文字形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果；在居民集中點(diǎn)設(shè)置本裝置 時(shí)，改為紅色報(bào)警閃光信號(hào)燈，并增設(shè)警報(bào)聲響。
本發(fā)明智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為一種按需可組合、拆卸的，適合于野 外安裝的全新開發(fā)的常規(guī)智能地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)裝置，可對(duì)山體滑坡或泥石流、 洪水等形成的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行全天候、無人化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視及預(yù)報(bào)分析的高技術(shù)儀 器。其安裝組合完成后為一桿狀物，牢固立于需監(jiān)測(cè)地質(zhì)物體的對(duì)面，可監(jiān)測(cè)遠(yuǎn) 距離的災(zāi)害體。
本發(fā)明多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法以地質(zhì)災(zāi)害體直接變形位移為主要監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)依據(jù)， 結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害體的物理、化學(xué)場(chǎng)發(fā)生變化，如地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素(氡氣、汞 氣)測(cè)量等相對(duì)于位移變形具有超前性的參數(shù)，進(jìn)行模型運(yùn)算分析。對(duì)氣象監(jiān)測(cè)、 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素作為預(yù)測(cè)預(yù) 報(bào)的依據(jù)之一。就地一體化地完成監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)功能。
對(duì)災(zāi)害體定時(shí)連續(xù)激光掃描得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整 性檢査、位置和方位監(jiān)測(cè)等一系列圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn) 動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)的成像分析技術(shù)為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)開辟了一條新途徑?？紤]到自 然狀態(tài)下成像技術(shù)可能受到多種外界因素的影響，如刮風(fēng)、動(dòng)物闖入等，同時(shí)還 增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距，距離的變動(dòng)量結(jié)合成像變 化分析再發(fā)出定量報(bào)警，不僅有效克服兩者各自受到的外界偶發(fā)因素的干擾，提 高綜合報(bào)警的可信性；而且監(jiān)測(cè)有面有點(diǎn)相互配合，擴(kuò)充了監(jiān)測(cè)范圍，也提高了 預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明通過智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為綜合監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害提供一種全 新的基礎(chǔ)平臺(tái)，通過不斷的完善和更新，可持續(xù)尋求綜合智能地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)模式。 將本裝置安裝在地質(zhì)災(zāi)害將要發(fā)生的區(qū)域，能顯著的提高災(zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，尤 其適用于人員不便到達(dá)的高危地區(qū)和夜晚、極端氣候狀況等特殊條件。力求將地 質(zhì)災(zāi)害帶來的破壞損失降到最低。
災(zāi)害報(bào)警直接前移到現(xiàn)場(chǎng)，由紅、黃兩色信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成。多 級(jí)災(zāi)害預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃信號(hào)燈發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)在大屏幕上采用 文字形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果。
隨著科技的進(jìn)步，其它特殊需求單元可后續(xù)開發(fā)疊加，同時(shí)某單元設(shè)備性能 的改進(jìn)也能較方便地替換。
特別適用于長(zhǎng)期、定點(diǎn)地需要監(jiān)測(cè)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的地方，如極端事件衍 生次生地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)域內(nèi)居民生活寄居點(diǎn)、公路邊坡、露天礦山采掘邊坡、重 要的工業(yè)生產(chǎn)廠房區(qū)、水利水電工程等。
本裝置制作時(shí)留有一定的可擴(kuò)展空間。同時(shí)，由于裝置的可拆卸性，針對(duì)不 同類型的地質(zhì)災(zāi)害，還可以靈活組合，節(jié)省成本。
權(quán)利要求
1、一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是包括，深部變形監(jiān)測(cè)單元采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井或鉆孔埋設(shè)于斜坡或?yàn)?zāi)害體上，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡深部變形信息于系統(tǒng)信息分析控制單元，用于斜坡早期變形破壞方式、深度、范圍的監(jiān)測(cè)，是本系統(tǒng)最主要的監(jiān)測(cè)單元之一；地表成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光掃描器，定時(shí)連續(xù)掃描得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)地表圖像，經(jīng)過移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢查、位置和方位監(jiān)測(cè)等一系列圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)；同時(shí)還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距，即通過選定物體的距離變動(dòng)監(jiān)測(cè)地面變形狀況；兩者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視物體表面是否出現(xiàn)整體位移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，系統(tǒng)根據(jù)深部位移信息及地表整體位移及位移加速度信息作為判斷災(zāi)害發(fā)展階段、趨勢(shì)及進(jìn)行災(zāi)害預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；信息分析控制單元是系統(tǒng)的信息傳輸及分析控制部件，可以將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息無線傳輸至控制中心也可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析判斷并進(jìn)行預(yù)警報(bào)，方式視具體需要而定；其硬件設(shè)備為工業(yè)微處理器，配備I/O輸入輸出模塊；其運(yùn)行的軟件分成信號(hào)處理運(yùn)算、分析判斷、輸出控制、通訊管理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存部分；現(xiàn)場(chǎng)可將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成四級(jí)如對(duì)某種災(zāi)害當(dāng)發(fā)現(xiàn)地表位移或深部變形，無其它外界因素干擾，處于預(yù)備級(jí)；開始伴隨降雨量出現(xiàn)或地下孔隙水壓力變化，處于預(yù)警級(jí)；伴隨振動(dòng)、聲納的出現(xiàn)，處于前期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)；振動(dòng)、聲納加大，化學(xué)氣體超常并位移加速提高發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)；反之各種現(xiàn)象逐步消失，降低預(yù)報(bào)等級(jí)；若需將數(shù)據(jù)信息傳輸回控制中心，則將分析判斷及預(yù)警報(bào)交由專家控制；降雨量監(jiān)測(cè)單元為一個(gè)收集雨水的桶體，內(nèi)設(shè)水位計(jì)，計(jì)算總的24小時(shí)的降雨量，分到每個(gè)小時(shí)的降雨量，記錄年、月、日合計(jì)降雨量等信息；在底部有電磁閥，每日零點(diǎn)排放存集的雨水，完畢后自動(dòng)關(guān)閉；降雨量、持續(xù)強(qiáng)度，作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；風(fēng)速監(jiān)測(cè)單元設(shè)置單一風(fēng)速監(jiān)測(cè)儀，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到高限時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的滾石、墜落物作出報(bào)警；濕度、溫度監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況，通過熱電阻獲得當(dāng)?shù)貧夂驕囟?，通過陶瓷濕敏傳感器獲得土壤濕度參數(shù)；振動(dòng)、聲納監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)巖土斷裂、移動(dòng)所發(fā)出的斷裂和滑移聲波以及連續(xù)性的大幅度橫向振動(dòng)，作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；化學(xué)氣體報(bào)警單元對(duì)災(zāi)害體附近上空堆積的汞氣或氡氣達(dá)到異常濃度時(shí)，進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警；作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的次要因素；天線發(fā)射單元保持與遠(yuǎn)方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，傳遞監(jiān)測(cè)參數(shù)及分析數(shù)據(jù)以及傳遞掃描得到的監(jiān)測(cè)區(qū)圖像，供專家遠(yuǎn)程進(jìn)一步會(huì)診；災(zāi)害報(bào)警單元由紅、黃兩色高光信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成，多級(jí)災(zāi)害預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃交通信號(hào)燈發(fā)出光報(bào)警，同時(shí)在大屏幕上采用文字形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果；上述所有單元均與信息分析控制單元的工業(yè)微處理器連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是還具有， 防雷接地單元相對(duì)高點(diǎn)設(shè)置本裝置時(shí)，加裝防雷接地裝置； 電源轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存單元內(nèi)設(shè)置電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備輸出不同等級(jí)的電壓，提供本裝置全部所需的電源；還設(shè)置少量的可充電式蓄電池，以備急需狀況下還能繼續(xù)工 作一段時(shí)間；安裝、接地單元為整個(gè)柱狀物的基礎(chǔ)，放置在混凝土基礎(chǔ)上，通過地腳螺 釘固定，同時(shí)引接地導(dǎo)線與混凝土底部鋼板連接，與大地相通；防盜報(bào)警單元當(dāng)有物體靠近本裝置0.5米以內(nèi)時(shí)，利用災(zāi)害報(bào)警單元發(fā)出 閃爍強(qiáng)光和高頻聲波，恐嚇入侵動(dòng)物，達(dá)到預(yù)警的效果。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2權(quán)利要求所述智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特 征是所述綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝組合完成后為一桿狀物，牢固立于需監(jiān)測(cè)地質(zhì)物體 的對(duì)面，遠(yuǎn)距監(jiān)測(cè)災(zāi)害體。
4、 一種用于權(quán)利要求1所述智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的多級(jí)預(yù)報(bào)分析 方法，其特征是采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀并通過鉆井(鉆孔)埋設(shè)于斜坡或?yàn)?zāi)害 體上(埋設(shè)位置、埋深視災(zāi)害體具體情況而定)，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡 深部變形信息于系統(tǒng)接收分析單元，用于斜坡(災(zāi)害體)早期變形破壞方式、深 度、范圍的監(jiān)測(cè)；地表成像與測(cè)距災(zāi)害檢測(cè)單元采用激光掃描器定時(shí)連續(xù)掃描得 到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，經(jīng)過對(duì)深部變形與地表移動(dòng)物體監(jiān)測(cè)、完整性檢查、位置和 方位監(jiān)測(cè)等一系列數(shù)據(jù)和圖像分析后，客觀反映物體不同時(shí)間段有無運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)趨勢(shì)，發(fā)出定量報(bào)警，同時(shí)還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精 確測(cè)距，距離的變動(dòng)量也發(fā)出定量報(bào)警；另外三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視 的物體是否整體出現(xiàn)位移，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根據(jù)整體 位移及位移加速度最后作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素；結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害體的物理、化學(xué)場(chǎng)變化，如地聲監(jiān)測(cè)、放射性元素(氡氣、汞 氣)測(cè)量等相對(duì)于位移變形具有超前性的參數(shù)，進(jìn)行模型運(yùn)算分析；對(duì)氣象監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、人類工程活動(dòng)監(jiān)測(cè)等，地質(zhì)災(zāi)害 誘發(fā)因素作為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)之一；軟件運(yùn)行參數(shù)應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的差別而不同設(shè)置；將災(zāi)害預(yù)報(bào)分成預(yù)備 級(jí)、預(yù)警級(jí)、前期預(yù)報(bào)級(jí)、災(zāi)害預(yù)報(bào)四級(jí)；每套裝置自行構(gòu)成獨(dú)立的災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，既利用GPRS通信功能保持與 遠(yuǎn)方控制監(jiān)測(cè)指揮中心的聯(lián)系，也在本地配置的災(zāi)害報(bào)警單元上及時(shí)顯示當(dāng)前的 災(zāi)害等級(jí)和預(yù)防措施，視具體情況可由控制中心或就地一體化地完成監(jiān)測(cè)、分析、 預(yù)報(bào)功能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法，其特征是所述四級(jí)災(zāi)害預(yù) 報(bào)為當(dāng)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害體深部變形或地表位移，無其它外界因素干擾，處于預(yù)備級(jí)； 開始伴隨降雨量出現(xiàn)或地下濕度升高，處于次級(jí)；伴隨振動(dòng)、聲納的出現(xiàn)，處于 前期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)級(jí)；振動(dòng)、聲納加大，化學(xué)氣體超常并位移加速提高發(fā)出地質(zhì) 災(zāi)害預(yù)報(bào)；反之各種現(xiàn)象逐步消失，降低預(yù)報(bào)等級(jí)；智能地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)分級(jí) 預(yù)報(bào)系統(tǒng)，將地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)由偏重于定性分析，全面拓展向綜合、多參數(shù)定量 判斷后作出分級(jí)預(yù)報(bào)過渡。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法，其特征是所述深部變形監(jiān) 測(cè)單元采用單多點(diǎn)無線測(cè)斜儀、成像與測(cè)距災(zāi)害監(jiān)測(cè)單元的成像方式采用激光掃描器配合多點(diǎn)定點(diǎn)非接觸式激光測(cè)距儀，三者結(jié)合起來綜合準(zhǔn)確判斷被監(jiān)視的物 體是否整體出現(xiàn)位移，變形規(guī)模，分析后再進(jìn)一步計(jì)算位移加速度是否增大，根 據(jù)整體位移及位移加速度最后作為災(zāi)害即將發(fā)生預(yù)報(bào)的關(guān)鍵因素。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法，其特征是所述災(zāi)害報(bào)警單 元由紅、黃兩色高光信號(hào)燈和一塊LED大屏幕構(gòu)成；在公路旁設(shè)置本裝置時(shí)，多 級(jí)災(zāi)害預(yù)報(bào)按不同等級(jí)直接以紅、黃交通信號(hào)燈發(fā)出光報(bào)警，同時(shí)在大屏幕上采用文字形式緊急提示，強(qiáng)化報(bào)警效果；在居民集中點(diǎn)設(shè)置本裝置時(shí)，改為紅色報(bào) 警閃光信號(hào)燈，并增設(shè)警報(bào)聲響。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能型地質(zhì)災(zāi)害綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及多級(jí)預(yù)報(bào)分析方法。該系統(tǒng)是一種按需可組合、拆卸的，適合于野外安裝的監(jiān)測(cè)裝置，其安裝組合完成后為一桿狀物，定時(shí)測(cè)量并地面無線發(fā)射斜坡地下深部變形信息于系統(tǒng)信息分析控制單元，結(jié)合采用激光掃描器，定時(shí)連續(xù)掃描得到監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)圖像，同時(shí)還增設(shè)多點(diǎn)定點(diǎn)激光測(cè)距儀，對(duì)選定物體進(jìn)行精確測(cè)距。它以地質(zhì)災(zāi)害體地下深部變形和地表直接變形位移為主要監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)依據(jù)，結(jié)合物理與化學(xué)場(chǎng)變化輔助參數(shù)與誘發(fā)因素，將災(zāi)害預(yù)報(bào)劃成預(yù)備級(jí)、預(yù)警級(jí)、前期預(yù)報(bào)級(jí)、災(zāi)害預(yù)報(bào)四級(jí)，就地一體化地完成監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)功能。
文檔編號(hào)G01V1/00GK101477207SQ20091005819
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者鵬 崔, 段曉康, 宇 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所