地质灾害监测预警技术研究

龙昭腾

摘要：地质灾害监测预警系统的设立，可实现对灾害预警信息的获取与分布，继而为防灾减灾工作展开提供价值依据。灵活利用检测预警技术，可实时监测地质灾害，通过网络平台公布信息，可满足相关部门或人们对地质灾害信息的需求。

关键词：地质灾害；监测；预警技术

设立地质灾害监测系统是复杂且繁琐的过程，要想实现对地质灾害的有效预测与防范，需要借助GIS 技术、计算机技术等信息技术，展开模型计算、空间分析与灾害监测的判断，从而在灾害发生前发现地质灾害发生区域。在此过程中，涉及预警指标异样观察、预警模型选择等关键技术，作为地质灾害监测人员应明确掌握并学会合理利用，从而有效规避地质灾害。

一、地质灾害监测预警系统安装准备

首先获取地质灾害可能发生区域的地形、地籍数据，实地走访调查各地质灾害点威胁区域，现场查看并了解周边地形交通环境，根据避险要求寻找安全的逃生路线、避险区域，并绘至底图内，为防灾减灾工作展开提供价值依据。其次在安装专业仪器，布置简易装置点前，进行全面的现场勘查，了解现场地裂缝危害程度，根据周边环境、简易装置特性等，寻找安全的简易装置点，编绘至底图为最终确定简易装置点保障。除此之外，安装专业仪器的地质灾害点，应根据周边环境、水文条件、稳定危害性等，以及仪器安装要求等展开详细的现场勘查。

二、项目实施要点

（一）预警指标

预警指标包括定量指标、定性指标，是指地质灾害发生前的位移或变形发生明显变化，是继续发展或可能发生的参照信息。定量或定性指标，在地质灾害发生后，会出现异样变化，是衡量灾害的重要参照信息。基于降雨量指标角度分析，其分为警戒雨量（准备转移）、危险雨两级。前者属于准备转移参照信息，降雨24h可达到90mm；后者属于立即转移参照信息，降雨24h可达到120mm。基于位移指标角度分析，变形到一定程度后，会凭借较高速率致使边坡失稳。位移指标也是地质灾害监测的重要参照信息。通过变形速率可有效判别滑坡是处于初始、稳定变形阶段，还是处在加速变形阶段。处于加速变形阶段的典型位移，应设立立即组织撤离的预警指标，当作滑坡预报关键参数。其他预警指标主要指定性指标，对放射状裂缝、井水位异常等异样现象的经验，判断出滑坡发生的可能性。群测群防中村民、监测人巡查到的险情信息也是重要的预警信息；对此，加强监测人、村民的地质灾害防范、警惕意识尤为关键。[1]

（二）预警模型

预警模型是指将观测到的数据，结合以往总结规律，利用经验公式、数值分析等方法去模拟未来，即利用现有信息，去推测未知信息。构建预警模型，如斋藤短临预报模型的设立，能够提高地质灾害预警的准确性，实现事前的有效预防，为群众转移、减灾工作展开制造更多时间。

（三）预警流程

预警流程是指事后按工作流程，针对性、有组织的展开减灾工作。现场负责人或指挥中心值班人发现险情后，根据险情级别，通知相关级别责任人。责任部门确认险情后启动防灾预案，组织救援物资、人员准备就绪。严重灾情应当启动现场警报，组织群众彻离。

三、关键技术

（一）基于ZigBee技术的传感器节点组网

基于物联网的野外信息实时采集系统，涉及汇聚节点、传感器节点，传感器网络的无线通信方式要求多级，系统繁琐且成本高。另外传感器节点的通信能力、数据存储能力薄弱，严格要求低功耗，自适应优化通信协议设计尤为关键。基于ZigBee技术的传感器节点组网，其中ZigBee 技术成本低、功耗低，同时可实现数据实时收发。汇聚节点与远程地质灾害信息传输网络连接，继而实现节点监测数据的远程实时传输。[2]

（二）设立多形式传输网络

设立传输链路冗余、性能稳定的地质灾害信息传输网络，可确保监测指挥中心、野外现场通信的时效性与稳定性；对此，可利用3G移动通信网络或是GPRS/CDMA网络，展开通讯传输，根据数据传输时效性，及时转换卫星通信链路，及时检查网络运行故障，确保监测信息有效传输。

（三）设立预警模型

智能分析平台综合了地质灾害分布规律、发育特征等内外诱因的多种影响因子，利用模糊评判法、人工神经网络法等构筑模型，模拟各影响因子诱发灾情的作用。当模型风险指标超出设定阀值，应由监测指挥中心发布预警信息。

四、地质灾害监测预警系统功能和构成

地质灾害监测预警系统涉及地质灾害各项管理业务，系统数据储存于系统数据库内，由GIS平台管理。

（一）预警系统构成

预警系统包括基础地理管理、地质灾害管理、专业监测管理、群测群防管理、预警预报管理、灾害背景管理等子系统。其中基础地理信息管理子系统，涵盖了入库管理、查询管理、图属编辑等功能模块，负责乡镇、道路、居民地、等高线等基础地理数据信息的管理。其中地质灾害管理子系统，涵盖崩塌与泥石流等各类地质灾害的查询、增删编辑、统计等功能，主要负责地裂缝、地面塌陷等地质灾害点图层的综合管理。其中预警预报管理子系统具有预警发布与解除等功能，利用短信报警或是现场自动报警装置，能够告知相关人员具体情况，同时提醒周边民众做好与预防或转移措施。可根据地灾点预警级别，设置减灾方案。统计分析监测数据后，对超出預警值的地质灾害点，施以针对性的预警处理。

（二）预警系统功能

首先利用关系数据库，合并矢量图形数据管理、栅格影像数据管理，实现对数据信息的综合管理。其次借助信息化管理，能够实时统计分析与更新数据，自由缩小或放大处理矢量图形，或是矢量图形的属性查询。同时预警系统能够实时查询群测群防点的属性或信息。灾害预测点信息图库能够实现信息互查，可实时查看预测点地理位置，或是查询预测点属性信息。最后预警系统能够将气象预警信息、地质灾害预防信息相互叠加，并进行系统分析，利用网络、移动智能终端进行发布。

五、总结

地质灾害检测预警技术的应用，实现了地质灾害的事前有效预防、事中有效控制与事后有效处理，能够为社会公众、灾情管理者与相关部门及时提供灾害信息，从而对灾害进行有计划、有组织的预防与预警，保障人民生命财产安全。

参考文献：

[1]王怡平，李月.地质灾害监测预警系统的设计与关键技术研究[J].信息通信，2016（4）：190191.

[2]黄露，谢忠，罗显刚.地质灾害监测预警信息共享机制研究[J].测绘科学，2016，41（5）：5559.