地質(zhì)災(zāi)害防治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)及其應(yīng)用

羅晴明

（廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司，廣州 511400）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)空間日漸復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害事件逐年增加，每年因地質(zhì)災(zāi)害死亡的人數(shù)眾多，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治尤為關(guān)鍵。針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)性，可以根據(jù)災(zāi)害的不確定性進(jìn)行預(yù)警分析，系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)最新數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析，再將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)內(nèi)，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理分析。

1 地質(zhì)災(zāi)害防治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

地質(zhì)災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立需要利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。以數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)作為重要有，結(jié)合數(shù)據(jù)小波分析算法，從大量原始數(shù)據(jù)中獲得有效信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào)、監(jiān)控與診斷功能。人們利用監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以對(duì)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)加以研究，并將數(shù)據(jù)綜合處理，建立地質(zhì)災(zāi)害專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警功能。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有極強(qiáng)的不確定性，無(wú)論是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的位置、災(zāi)害發(fā)生時(shí)間，還是災(zāi)害形式，都無(wú)法確定，導(dǎo)致人們無(wú)法預(yù)測(cè)災(zāi)害帶來(lái)的后果。因此，本文通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理、監(jiān)測(cè)方案與相關(guān)技術(shù)，將監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的防治中。

監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的用戶(hù)控制端，一共包含三種功能。第一種功能為數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)有歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)到的地質(zhì)數(shù)據(jù)，還有系統(tǒng)對(duì)地質(zhì)情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)。第二種功能是重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警功能。該部分內(nèi)容包含預(yù)警模型庫(kù)、初始預(yù)警分析以及校正結(jié)果，在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用下，模型驅(qū)動(dòng)了系統(tǒng)進(jìn)行初始預(yù)警分析，并對(duì)校正結(jié)果加以檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。第三種功能是可視化顯示與表達(dá)，其中包含對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)分析，系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)展示功能；針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害事件的決策會(huì)商，為綜合判斷提供有效依據(jù)[1]。

1.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

動(dòng)態(tài)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)以數(shù)據(jù)處理分析為主，通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型的建立，為監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)支持。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中，信息管理平臺(tái)是應(yīng)用服務(wù)流引擎與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)研發(fā)而成的，并在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指導(dǎo)下完成對(duì)監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，利用預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)完成了監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的整體架構(gòu)。系統(tǒng)共包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)展示以及系統(tǒng)管理等三方面。

監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成模塊是將各個(gè)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器上的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)同步到監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)使用客戶(hù)端程序完成數(shù)據(jù)的采集與處理。根據(jù)用戶(hù)配置的時(shí)間間隔，監(jiān)視到不同地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器的數(shù)據(jù)變化情況，新增加的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)WebService 傳輸?shù)椒?wù)端，并添加到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，將地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)記錄到系統(tǒng)日之內(nèi)[2]。

2 地質(zhì)災(zāi)害防治動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)一共包含5個(gè)模塊，分別為數(shù)據(jù)配置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)展示以及系統(tǒng)管理。系統(tǒng)的總體架構(gòu)一共包含了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)層、數(shù)據(jù)中間處理層、通用模塊層、專(zhuān)業(yè)功能業(yè)務(wù)層和用戶(hù)端表現(xiàn)層，某地針對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，就用到了該系統(tǒng)。該地區(qū)西高東低，海報(bào)高度超過(guò)1600米，地質(zhì)巖性從上到下依次為：26-40米厚的黃土，結(jié)構(gòu)比較松散，有垂直裂隙現(xiàn)象，部分地段黃土厚度超過(guò)40米；粉質(zhì)黏土，厚度超過(guò)3米，低于19米，透水性較弱；砂卵石層六米，透水性較強(qiáng)，該地區(qū)每年都會(huì)發(fā)生滑坡災(zāi)害。因此，人們使用監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)滑坡后緣裂縫處設(shè)置自動(dòng)位移計(jì)，針對(duì)地表變形速率、速度增量情況加以預(yù)測(cè)，最終得出四個(gè)預(yù)警等級(jí)。其中最高等級(jí)的滑坡?tīng)顟B(tài)有著高危險(xiǎn)性，需要監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)保持密切監(jiān)測(cè)狀態(tài)，并對(duì)可能影響范圍內(nèi)的所有人員進(jìn)行疏散。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類(lèi)資源不斷開(kāi)發(fā)，使我國(guó)地勢(shì)條件變得日漸復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率日趨頻繁。對(duì)此，建立地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地理信息情況，利用通訊系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的估算與分析，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警功能，從而降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻率。