一种滑坡地质灾害预警推送方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地质灾害预警领域，涉及数据处理的方法领域，具体涉及一种基于位置数据、天气数据、地质数据等的滑坡地质灾害预警推送方法。
【背景技术】
[0002]我国为地质灾害是较为严重的国家之一，而且地质灾害分布广、危害大，给自然、社会和人民生命财产带来了巨大威胁，严重影响了人类居住和生存环境质量，制约了区域社会经济的稳定。其中滑坡地质灾害作为常发地质灾害，是岩体或土体在重力作用下整体随坡度滑下造成的，由大量降水和地震活动诱发引起的，且具有自然和社会双重影响。当前的地质灾害研究主要流程有:①基于统计学、动力学、样本分析、贝叶斯统计分析、频率分析、数理统计理论、回归聚类的降雨诱发模型、②信息处理、③承/受灾体处理、④灾情速报、⑤地质体处理、⑥地质灾害应急响应等。这些研究虽然在地质灾害领域中取得了明显进展，但其研究方向主要偏向对滑坡灾害的被动监测和处理，难以在滑坡灾情发生前数分之内作出较为准确的预警和主动推送，出现这些不足的原因主要是地质结构复杂多变、对滑坡地质灾害数据处理能力有限、地质位置变化轨迹难以即时分析获取、滑坡体风险评估监测模型误差大、对地质灾害研究过程过于被动等。由于目前还不能真正意义上实现地质灾害有效预警，因此，一旦地质灾害发生，多表现为破坏性和灾难性；在突发地质灾害事件应急处理中，预测及预案常常无法发挥具体指导作用或无法满足滑坡地质灾害所产生不同需求。
[0003]另一方面，云计算、大数据技术能够对大规模数据进行处理，已在工业界、学术界、政府等各行、各业、各领域产生重大影响，正在颠覆传统信息化构架。云计算、大数据给滑坡地质灾害研究也注入了新的活力，主要表现在大量空间数据获取、分析处理、存储、管理和空间分析等，也给较为精确预警以及个性化推送带来了可能，因此利用基于云计算的大数据分析处理，研究提高滑坡地质灾害即时预警能力、提高地质灾害预警精度及提供主动推送服务具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种预警准确度高、及时推送预警信息的滑坡地质灾害预警推送方法。
[0005]为实现上述目的，本发明提供的滑坡地质灾害预警推送方法的步骤为:
[0006]S1、获取以历史天气数据为基础的降雨发生机率、降水量变化规律、降雨时间信息，分析不同时间Time范围降雨量Rainfall，建立基于最小二乘法的线性回归模型F(Time, Rainfall)；
[0007]S2、在OpenStack的Hadoop集群下分析地质灾害易发地历史天气数据和未来n天天气预报数据，获取一组所述地质灾害易发地降雨变化情况和规律，找出降雨奇异点矩阵R，分析所述奇异点在历史天气数据中发生过突发地质灾害的对应情况R F(Time, Rainfall)；
[0008]S3、建立多专家评分的AHP (Analytic Hierarchy Process)滑坡地质灾害风险评价指标体系，确定滑坡地质灾害发生权重，对所述权重排序；对地质灾害易发地历史滑坡数据在OpenStack的Hadoop集群下，采用Spark/Stom进行分析，获取各指标值对发生地质灾害影响度及偏好关系，由此建立满足AHP指标值的滑坡地质影响度A和坡度B的滑坡地质风险评价模型AHP — G(A，B);求解所述AHP模型，得出滑坡地质灾害最早发生临界值K和最晚发生临界值 Q 范围，即 F(Time，Rainfall):G(A，B) — (K，Q);
[0009]S4、以K和Q为参数建立地质灾害降雨量诱发模型M，并以M为地质结构动态演化的主体，将地质灾害体周围位置信息与潜在灾民位置信息的距离d作为M的约束参数，得出因降雨导致滑坡可能发生的机率P和时间范围T ;
[0010]S5、在云计算环境下，建立位置信息服务库，所述位置信息包括但不限于地质灾害体的高程、地形起伏度、坡度、重力场变化、位移；然后以P、T为参数建立滑坡地质预警主动推送模型S，即E(d) — S(P，T):t，所述模型S采用满足位置距离的协同推荐算法将潜在发生的地质灾害位置及可能发生的时间点t通过移动终端发送至地质灾害管理部门和灾害体周围的潜在灾民的终端设备上；
[0011]S6、根据t建立滑坡地质灾害应急响应模型max(P) — ER(t)，以灾情发生范围建立多级应急响应机制AHP — L(L1，L2，L3)，得到所述地质灾害应急响应模型ER(t):max(P) — L(L1，L2，L3);所述模型由危险度L1、易损度L2和风险性L3三个指标组成，并通过Spark或Stom大数据处理，用AHP进行权重分配获得所述易发地地质灾害可能的Ll、L2、L3量化值；根据专家的评价，划分出应急响应级别；然后
[0012]根据权重大小和t，选择并启动应急级别。
[0013]具体的，所述步骤S3中所述AHP滑坡地质灾害风险评价指标体系是在云计算环境下，以地质灾害产生的基本条件、天气分析结果、降雨后雨量、地下水流速、地质灾害体形变、物理化学场变化、地质灾害体地质结构、地质灾害地环境变化、地质灾害空间变化情况作为指标；所述地质灾害地环境变化包括但不限于风速、能见度。所述步骤S3中A由地下水流速、地质变形参数、物理化学场变化、地质灾害体特征参数及环境变化、空间变化计算而得，B由遥感测量所得。
[0014]所述步骤S4中建立地质灾害降雨量诱发模型M的步骤为，在云计算环境下采用Spark/Stom分析所述地地质体位置L、位移D、坡度Grade、起伏度RDLS等变化历史数据；起伏度由坡度叠加而成，表示为RDLS = 2 (Grade)/n，n表示叠加次数，得出其变化规律的地质结构演化拟合模型Y ;结合K和Q建立地质灾害降雨量诱发模型Y (D，RDLS) + (K，Q) — M ;其中所述地质体位置就是采用ArcGIS定位来获取，并在服务器端建立位置服务处理中心；所述位移数据由卫星遥测获得。
[0015]更进一步的，以上所述步骤S4中，根据Y (D，RDLS) + (K，Q) — M建立满足M的滑坡预测控制微分系统E (d) = M+(P，T)，控制结果为地质滑坡的机率P和时间范围T。
[0016]优化的，所述步骤S6中，建立L1、L2、L3的下一级指标值，用AHP进行权重分析，采用多专家评价的方式以获取精确的权重值。所述步骤S6中将所述应急级别发送地质灾害管理部门和灾害体周围的潜在灾民的终端设备上。
[0017]本发明的有益效果在于，所提供的滑坡地质灾害预警推送方法利用云计算技术对天气数据、位置数据、地质数据、环境数据等分析，建立ΑΗΡ滑坡地质风险评价体系、地质灾害降雨量诱发模型，预测了可能发生滑坡地质灾害的时间和几率等信息，提高了预测的精度；并利用基于位置数据服务的滑坡地质预警主动推送和预防应急响应模型实现了给终端设备的预警和应急信息推送，有效提高地质灾害预警及推送的效率和应对灾害的主动性。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所述滑坡地质灾害预警推送方法的流程图。
[0019]图2为本发明中步骤Sl、S2获得地质灾害奇异点分析的流程图。
[0020]图3为本发明中步骤S3基于大数据的ΑΗΡ滑坡地质风险评价体系得出滑坡地质灾害发生时间临界值的流程图。
[0021]图4为本发明中步骤S4建立满足Μ的滑坡预测控制微分系统Ε的流