一种滑坡的防治一体化监测系统及施工方法

本发明涉及滑坡防治，具体涉及一种滑坡的防治一体化监测系统及施工方法。

背景技术：

1、滑坡是指土地或岩层在重力作用下沿着一个或多个滑动面发生不可逆的、下滑运动的地质现象，通常在具有一定倾斜度和不稳定性的山坡上发生，滑坡对人类和环境造成严重的影响，导致土地退化、房屋倒塌、交通中断、水源污染以及人员伤亡等灾害，滑坡防治的一体化监测可以通过监测斜坡的变化情况，提前发现滑坡迹象，提供预警信息，有助于帮助管理人员采取有效的紧急措施，降低灾害对人员和财产的威胁，因此滑坡的防治一体化监测是极其重要的。

2、但当下滑坡的防治一体化监测存在一些问题：

3、1、现有技术中对滑面的位置和面积占比进行分析时，一般根据斜坡表面形变的位置分析滑面的位置，以及根据斜坡表面形变的面积占比分析滑面的面积占比，但斜坡表面的形变需要一定时间才能观察到显著的变化，导致分析滑面位置的实时性较差，并且忽略对斜坡内下滑力的监测和分析，不能够分析出表面变化不明显的滑面，导致分析出滑面的位置和面积占比的精准度较低，影响后续管理部门对滑坡的防护和治理。

4、2、现有技术中对滑坡的破坏进行治理时，通常选择与斜坡面积相近的历史滑坡斜坡作为参考依据，未能通过统筹分析斜坡的坡脚度数、土壤的含水量和砂石量、滑面的面积占比与各历史滑坡斜坡的相似度，从而未能筛选与斜坡的综合相似度最高的历史滑坡斜坡，使得后续对滑坡的破坏面积判断不够精确，导致制订的救援方案不够充分，增加滑坡灾害对于人员和财产的威胁，影响后续救援。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种滑坡的防治一体化监测系统及施工方法，用于解决上述问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明第一方面提供一种滑坡的防治一体化监测系统，包括数据收集模块，用于将目标斜坡按照设定的间隔划分为若干个子斜坡，在各子斜坡的中心处安装直斜组合桩，获取目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的夹角角度，通过目标斜坡所属各直斜组合桩上的压力传感器获取目标斜坡所属各直斜组合桩在各检测时间点的压力，并将其标记为目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的下滑力，通过卫星摄影获取目标斜坡在各监测时间点的表面特征图像。

3、滑坡概率分析模块，用于根据目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的夹角角度、下滑力，分析目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的角度变化速率评估指数、下滑力变化速率评估指数，并根据目标斜坡在各监测时间点的表面特征图像，分析目标斜坡在各监测时间点的特征变化评估指数，进而分析目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数。

4、滑面位置分析模块，用于根据目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数，判断目标斜坡是否会发生滑坡，若目标斜坡会发生滑坡，则获取目标斜坡所属目标斜坡所属各直斜组合桩在在当前时间点的下滑力，筛选目标斜坡所属各风险直斜组合桩，根据目标斜坡所属各风险直斜组合桩的位置分析目标斜坡所属滑面的位置，并分析目标斜坡所属滑面的面积占比。

5、历史滑坡斜坡匹配分析模块，用于对目标斜坡进行土壤勘测，获取目标斜坡土壤的含水量和砂石量，并根据目标斜坡在当前监测时间点的表面特征图像，获取目标斜坡的占地面积、坡脚度数和滑面的面积占比，从滑坡防治中心获取各历史滑坡的占地面积、坡脚度数、土壤的含水量和砂石量、滑面的面积占比，分析各历史滑坡斜坡与目标斜坡的相似度评估指数，并筛选目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡。

6、滑坡安全管理模块，用于从滑坡防治中心获取目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积，分析目标斜坡对应的预测破坏面积，对破坏面积内的人员进行撤离警告，并获取匹配滑坡斜坡的救援方案，根据匹配滑坡斜坡的救援方案设定目标斜坡对应的救援方案。

7、优选地，所述分析目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的角度变化速率评估指数、下滑力变化速率评估指数，其具体分析方法为：根据目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的夹角角度θip、下滑力fip，其中i表示目标斜坡所属各直斜组合桩的编号，i＝1,2,...,n，n为大于2的任意整数，p表示各监测时间点的编号，p＝1,2,...,q，q为大于2的任意整数，分析目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的角度变化速率评估指数

8、

9、分析目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的下滑力变化速率评估指数

10、优选地，所述分析目标斜坡在各监测时间点的特征变化评估指数，其具体分析方法为：从目标斜坡在各监测时间点的表面特征图像中获取土壤色度ap、各处灰度值。

11、根据目标斜坡在各监测时间点的各处灰度值分析目标斜坡在各监测时间点的积水面积占比bp和裂痕数量cp。

12、分析目标斜坡在各监测时间点的特征变化评估指数

13、

14、其中q-1表示监测时间点的数量，λ′、λ″、λ″′分别表示设定的土壤色度、积水面积占比、裂痕数量的影响因子，λ′、λ″、λ″′的取值范围均属于0到1。

15、优选地，所述判断目标斜坡是否会发生滑坡，其具体分析方法为：分析目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数其中n表示直斜组合桩的数量，γ′、γ″、γ″′分别表示设定的角度变化速率、下滑力变化速率、特征变化的权重因子，γ′、γ″、γ″′的取值范围均属于0到1。

16、将目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数与预设的滑坡概率评估指数上限阈值对比，若目标斜坡在某监测时间点的滑坡概率评估指数大于或等于预设的滑坡概率评估指数上限阈值，则判断目标斜坡会发生滑坡。

17、优选地，所述筛选目标斜坡所属各风险直斜组合桩，根据目标斜坡所属各风险直斜组合桩的位置分析目标斜坡所属滑面位置，并分析目标斜坡所属滑面的面积占比，其具体分析方法为：将目标斜坡所属各直斜组合桩各监测时间点的下滑力与预设的安全下滑力上限阈值对比，若某直斜组合桩在某监测时间点的下滑力大于或等于安全下滑力上限阈值，则将该直斜组合桩标记为风险直斜组合桩，据此筛选目标斜坡所属各风险直斜组合桩。

18、获取目标斜坡所属各风险组合桩对应的子斜坡位置，将目标斜坡所属各风险组合桩对应的子斜坡位置进行整合，得到目标斜坡所属滑面的位置。

19、从滑坡防治中心获取目标斜坡的表面积，并获取目标斜坡所属子斜坡的表面积，统计目标斜坡所属各风险直斜组合桩的数量，将目标斜坡所属各风险直斜组合桩的数量与目标斜坡所属子斜坡的表面积相乘，得到目标斜坡所属滑面的表面积，将目标斜坡所属滑面的表面积与目标斜坡的表面积相除，进而得到目标斜坡所属滑面的面积占比。

20、优选地，所述分析各历史滑坡斜坡与目标斜坡的相似度评估指数，其具体分析方法为：根据目标斜坡所属土壤的含水量d′和砂石量e′，滑面的面积占比g′，占地面积h′，坡脚度数i′，以及各历史滑坡斜坡的土壤的含水量dj和砂石量ej，滑面的面积占比gj，占地面积hj，坡脚度数ij，其中j表示各历史滑坡的编号，j＝1,2,...,k，k为大于2的任意整数。

21、分析各历史滑坡斜坡与目标斜坡的相似度评估指数其中δd、δe、δg、δh、δi分别表示设定的允许含水量偏差、砂石量偏差、滑面的面积占比偏差、占地面积偏差、坡脚度数偏差。

22、优选地，所述筛选目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡，其具体分析方法为：将各历史滑坡斜坡与目标斜坡的相似度评估指数按从大到小的顺序进行排序，获取排在首位的历史滑坡斜坡，将其标记为目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡。

23、优选地，所述分析目标斜坡滑坡对应的预测破坏面积，其具体分析方法为：从各历史滑坡斜坡的占地面积中提取匹配斜坡的占地面积h″。

24、根据目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积u″，分析目标斜坡滑坡对应的预测破坏面积

25、优选地，所述根据匹配滑坡斜坡的救援方案设定目标斜坡对应的救援方案，其具体设定方法为：根据匹配滑坡斜坡的救援方案获取匹配滑坡斜坡对应的救援人员数量、救援物资的种类和数量、救援车辆的数量。

26、将目标斜坡滑坡对应的预测破坏面积与目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积相除，得到目标斜坡与目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积比例，将目标斜坡滑坡与目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积比例与匹配滑坡斜坡对应的预备救援人员数量、救援物资的种类和数量、救援车辆的数量相乘，得到目标斜坡对应的预计备救援人员数量、预计救援物资的种类和数量、预警救援车辆的数量。

27、本方面另一方面提供一种滑坡的防治一体化施工方法，包括步骤一、数据收集：将目标斜坡按照设定的间隔划分为若干个子斜坡，在各子斜坡的中心处安装直斜组合桩，获取目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的夹角角度，通过目标斜坡所属各直斜组合桩上的压力传感器获取目标斜坡所属各直斜组合桩在各检测时间点的压力，并将其标记为目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的下滑力，通过卫星摄影获取目标斜坡在各监测时间点的表面特征图像。

28、步骤二、滑坡概率分析：根据目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的夹角角度、下滑力，分析目标斜坡所属各直斜组合桩在各监测时间点的角度变化速率评估指数、下滑力变化速率评估指数，并根据目标斜坡在各监测时间点的表面特征图像，分析目标斜坡在各监测时间点的特征变化评估指数，进而分析目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数。

29、步骤三、滑面位置分析：根据目标斜坡在各监测时间点的滑坡概率评估指数，判断目标斜坡是否会发生滑坡，若目标斜坡会发生滑坡，则获取目标斜坡所属目标斜坡所属各直斜组合桩在在当前时间点的下滑力，筛选目标斜坡所属各风险直斜组合桩，根据目标斜坡所属各风险直斜组合桩的位置分析目标斜坡所属滑面的位置，并分析目标斜坡所属滑面的面积占比。

30、步骤四、历史滑坡斜坡匹配分析：对目标斜坡进行土壤勘测，获取目标斜坡土壤的含水量和砂石量，并根据目标斜坡在当前监测时间点的表面特征图像，获取目标斜坡的占地面积、坡脚度数和滑面的面积占比，从滑坡防治中心获取各历史滑坡的占地面积、坡脚度数、土壤的含水量和砂石量、滑面的面积占比，分析各历史滑坡斜坡与目标斜坡的相似度评估指数，并筛选目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡。

31、步骤五、滑坡安全管理：从滑坡防治中心获取目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积，分析目标斜坡对应的预测破坏面积，对破坏面积内的人员进行撤离警告，并获取匹配滑坡斜坡的救援方案，根据匹配滑坡斜坡的救援方案设定目标斜坡对应的救援方案。

32、本发明的有益效果在于：1、本发明对滑面的位置和面积占比进行分析时，通过设置的均匀分布的子斜坡，并在各子斜坡内安装直斜组合桩，通过分析各直斜组合桩在各检测时间点的角度变化速率和下滑力变化速率，并统筹分析目标斜坡在各监测时间点的特征变化，保证了对滑面位置分析的实时性，可以分析出表面变化不明显的滑面，保证了分析出滑面的位置和面积占比的精准度，使后续管理部门对滑坡的防护和治理更加准确。

33、2、本发明对滑坡的破坏进行治理时，统筹分析目标斜坡的坡脚度数、土壤的含水量和砂石量、滑面的面积占比与各历史滑坡斜坡的相似度，筛选与斜坡的综合相似度最高的历史滑坡斜坡，进而根据目标斜坡所属匹配历史滑坡斜坡的破坏面积和救援方案、分析目标斜坡的破坏面积和救援方案，保证了对滑坡的破坏面积判断的精准度，使制订的救援方案足够充分，减少滑坡灾害对于人员和财产的威胁，保证后续救援的救援效果。