本發(fā)明涉及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，具體為基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高頻地質(zhì)災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)的安全防護(hù)是一個(gè)重大考驗(yàn)，因此，開(kāi)展電網(wǎng)地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作意義重大，使電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警區(qū)能及時(shí)采取預(yù)防與規(guī)避措施，最大限度地保障我國(guó)電力資源供給能力、減弱電力能源支撐行業(yè)財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失。由于地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人類生產(chǎn)生活造成非常重要的影響，國(guó)內(nèi)外很多專家對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的成因作過(guò)研究，在地質(zhì)災(zāi)害的眾多成因中土質(zhì)本身?xiàng)l件是內(nèi)在影響因素，而降雨則是外在最重要的因素，往往直接誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害生成因素的分析，以及生成因素影響與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間差，人們能較好地對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何解決現(xiàn)有技術(shù)災(zāi)害預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)性不足，數(shù)據(jù)整合和分析能力有限，空間精度不夠的問(wèn)題。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，包括：

4、收集電網(wǎng)區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)，預(yù)處理得到地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)；

5、地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后在地圖上形成面對(duì)象，利用arcgis對(duì)面對(duì)象數(shù)據(jù)疊加劃分出預(yù)測(cè)單元；

6、計(jì)算每種地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)的動(dòng)態(tài)參數(shù)；

7、構(gòu)建預(yù)測(cè)模型進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警。

8、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述電網(wǎng)區(qū)域環(huán)境數(shù)據(jù)包括，土質(zhì)條件p、降水q、地表蠕動(dòng)r、坡度s、地表植被t；土質(zhì)條件包括地形地貌、地層巖性、斜坡類型、地質(zhì)構(gòu)造。

9、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)包括，對(duì)收集的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)；

10、按照信息指標(biāo)將災(zāi)害發(fā)生區(qū)域分為高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)四類，按土質(zhì)條件最易發(fā)指數(shù)p＝100分計(jì)，對(duì)土地條件作定量評(píng)價(jià)，公式表示為：

11、

12、其中，p表示土質(zhì)條件評(píng)估指標(biāo)；n表示影響因素?cái)?shù)量；ai表示第i個(gè)因素的表面積；表示第i個(gè)因素在位置處的影響函數(shù)；vi表示第i個(gè)因素的體積；表示第i個(gè)因素在位置處的影響函數(shù)；κ表示歸一化常數(shù)；σi表示第i個(gè)因素的標(biāo)準(zhǔn)化值；μ表示影響因素的均值；

13、采用日綜合雨量的數(shù)學(xué)建模公式進(jìn)行降水量化分析，公式表示為：

14、

15、其中，q表示當(dāng)前日綜合雨量；q0表示基準(zhǔn)降水量；qi表示過(guò)去第i天的降水量；ai表示第i天降水量的衰減參數(shù)，隨著i增加逐漸減??；對(duì)于雨量量化表達(dá)選取當(dāng)?shù)貧v史上日綜合雨量最小值和最大值分別作為0和100對(duì)當(dāng)前的日綜合雨量q進(jìn)行折算；

16、采用gps等監(jiān)測(cè)技術(shù)可對(duì)崩滑體、岸坡段實(shí)施定期監(jiān)測(cè)，建立專業(yè)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)每隔半個(gè)月對(duì)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)獲取點(diǎn)位移量，繪制檢測(cè)點(diǎn)位移圖進(jìn)行量化分析；

17、利用dem數(shù)據(jù)生成不同坡度的片塊獲取坡度圖在坡度片塊級(jí)別上對(duì)災(zāi)害預(yù)測(cè)，公式表示為：

18、

19、其中，z表示高程值；表示沿x方向的高程變化率；表示沿y方向的高程變化率；設(shè)坡度標(biāo)準(zhǔn)值s，當(dāng)坡度為90°時(shí)s＝100；當(dāng)坡度為0時(shí)s＝0；

20、引用森林覆蓋率作為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的地表植被指標(biāo)t；以100％森林覆蓋率t＝100，森林覆蓋率0為標(biāo)準(zhǔn)分t＝0，進(jìn)行量化分析。

21、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述劃分出預(yù)測(cè)單元包括，將標(biāo)準(zhǔn)化后的各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為gis支持格式，每個(gè)指標(biāo)作為一個(gè)圖層進(jìn)行管理；利用arcgis工具，將標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)生成面對(duì)象；將各個(gè)圖層疊加，生成包含所有影響指標(biāo)的綜合圖層；根據(jù)疊加后的綜合圖層，將區(qū)域劃分為若干預(yù)測(cè)單元；每個(gè)單元包含各個(gè)影響指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；

22、對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保各個(gè)指標(biāo)在相同的尺度上進(jìn)行比較，將每個(gè)地理單元視為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)的相似性或鄰近關(guān)系，定義節(jié)點(diǎn)之間的邊；邊的權(quán)重基于影響指標(biāo)的相似度計(jì)算；相似度計(jì)算公式表示為：

23、

24、其中，xik和xjk分別表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j在第k個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)上的值；n表示影響指標(biāo)的數(shù)量；sij表示節(jié)點(diǎn)i和j之間的相似度；

25、使用社區(qū)檢測(cè)算法識(shí)別社區(qū)結(jié)構(gòu)，初始狀態(tài)每個(gè)節(jié)點(diǎn)被分配到一個(gè)獨(dú)立的社區(qū)；計(jì)算將一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到其鄰居社區(qū)后的模塊度增益；逐個(gè)節(jié)點(diǎn)嘗試移動(dòng)到鄰居節(jié)點(diǎn)的社區(qū)，選擇模塊度增益最大的移動(dòng)方案；將每個(gè)社區(qū)視為一個(gè)超節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)社區(qū)模塊度增益步驟，直到模塊度不再顯著增加；

26、模塊度q是衡量網(wǎng)絡(luò)中社區(qū)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的指標(biāo)；模塊度計(jì)算公式表示為：

27、

28、其中，aij表示節(jié)點(diǎn)i和j之間的邊權(quán)重；ki和kj分別表示節(jié)點(diǎn)i和j的度；m表示圖中邊的總權(quán)重；δ(ci,cj)表示指示函數(shù)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i和j屬于同一社區(qū)時(shí)取1，否則取0；

29、社區(qū)檢測(cè)算法運(yùn)行結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)被劃分到不同的社區(qū)中，根據(jù)社區(qū)檢測(cè)的結(jié)果，將每個(gè)社區(qū)視為一個(gè)預(yù)測(cè)單元；每個(gè)預(yù)測(cè)單元包含相似的地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)。

30、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)的動(dòng)態(tài)參數(shù)包括，對(duì)影響指標(biāo)進(jìn)行初始化；土質(zhì)條件、降水、地表蠕動(dòng)、坡度、地表植被對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度不同，設(shè)置初始影響比例系數(shù)，土質(zhì)條件權(quán)重系數(shù)α、降水權(quán)重系數(shù)β、地表蠕動(dòng)權(quán)重系數(shù)γ、坡度權(quán)重系數(shù)δ、地表植被權(quán)重系數(shù)ε。

31、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預(yù)測(cè)模型包括，設(shè)模型通過(guò)過(guò)去的n次預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整權(quán)重系數(shù)，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估公式表示為：

32、m＝αp+βq+γr+δs+εt

33、引入動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，使用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)重系數(shù)的更新；初始化權(quán)重系數(shù)α0,β0,γ0,δ0,∈0；初始化協(xié)方差矩陣公式表示為：

34、p0＝λ-1i

35、其中，λ表示遺忘因子，i表示單位矩陣；對(duì)于每個(gè)新的觀測(cè)數(shù)據(jù)(pt,qt,rt,st,tt,mt)，計(jì)算預(yù)測(cè)誤差公式表示為：

36、et＝mt-(αt-1pt+βt-1qt+γt-1rt+δt-1st+∈t-1tt)

37、其中，et表示第t次預(yù)測(cè)的誤差；

38、計(jì)算增益向量公式表示為：

39、

40、其中，xt＝[pt,qt,rt,st,tt]t；

41、更新權(quán)重系數(shù)公式表示為：

42、θt＝θt-1+ktet

43、其中，θt＝[αt,βt,γt,δt,εt]t；αt,βt,γt,δt,εt表示迭代更新后的各地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)影響比例系數(shù)；

44、更新協(xié)方差矩陣公式表示為：

45、

46、用動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型公式，對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)單元計(jì)算更新地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)值m0:

47、m0＝αtp+βtq+γtr+δts+∈tt

48、對(duì)區(qū)域內(nèi)已經(jīng)發(fā)生過(guò)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行量化分析，根據(jù)破壞程度對(duì)其打分取破壞最嚴(yán)重程度m＝100，每次預(yù)測(cè)后更新地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)影響比例系數(shù)。

49、作為本發(fā)明所述的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述災(zāi)害預(yù)警包括，基于歷史地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，確定m值的閾值范圍；

50、當(dāng)m>80時(shí)，表示預(yù)測(cè)單元區(qū)域?yàn)楦唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，需要立即采取預(yù)防和應(yīng)急措施；當(dāng)60≤m≤80時(shí)，表示預(yù)測(cè)單元區(qū)域?yàn)橹懈唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，有較高的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，需要密切監(jiān)測(cè)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防措施；當(dāng)40≤m<60時(shí)，表示預(yù)測(cè)單元區(qū)域?yàn)橹械惋L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，有一定的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，需要常規(guī)監(jiān)測(cè)和預(yù)防措施；當(dāng)m<40時(shí)，表示預(yù)測(cè)單元區(qū)域?yàn)榈惋L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較低，保持常規(guī)監(jiān)測(cè)；

51、通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)、氣象站、遙感技術(shù)等手段，實(shí)時(shí)采集地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)最新的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，實(shí)時(shí)更新預(yù)警信息。

52、一種采用如本發(fā)明任一所述方法的基于實(shí)時(shí)指標(biāo)參數(shù)的電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，其中：

53、數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理模塊，收集電網(wǎng)區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括土質(zhì)條件、降水量、地表蠕動(dòng)、坡度和地表植被；對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性；

54、地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化與地圖展示模塊，將標(biāo)準(zhǔn)化后的地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)在地圖上形成面對(duì)象，利用arcgis對(duì)面對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，劃分預(yù)測(cè)單元；

55、動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算模塊，計(jì)算每種地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)的動(dòng)態(tài)參數(shù)；建立用于記錄歷史地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，定期更新數(shù)據(jù)庫(kù)，重新計(jì)算動(dòng)態(tài)參數(shù)，確保模型的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性；

56、預(yù)測(cè)模型與預(yù)警模塊，構(gòu)建預(yù)測(cè)模型進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警；生成包含風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、具體影響指標(biāo)值和建議措施的預(yù)警信息；通過(guò)多種渠道發(fā)布預(yù)警信息；建立用戶反饋機(jī)制，接收現(xiàn)場(chǎng)反饋信息，修正和完善預(yù)測(cè)模型。

57、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器；所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

58、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

59、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明基于gps技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害影響因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)合動(dòng)態(tài)參數(shù)模型，能夠?qū)崟r(shí)評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)布預(yù)警，顯著提升了預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)整合了多種地質(zhì)災(zāi)害影響指標(biāo)(如土質(zhì)條件、降水、地表蠕動(dòng)、坡度和地表植被等)，通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和綜合分析，提供了全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。這種多源數(shù)據(jù)融合提高了預(yù)測(cè)的精度和可靠性。本發(fā)明引入動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算方法，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)調(diào)整，能夠自適應(yīng)地調(diào)整模型參數(shù)。這種動(dòng)態(tài)調(diào)整能力提高了預(yù)測(cè)模型的靈活性和適應(yīng)性，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集、處理、分析和預(yù)警的自動(dòng)化流程，減少了人為干預(yù)和操作錯(cuò)誤。結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)能夠不斷優(yōu)化和提升預(yù)警模型的性能，具備智能化特征。