一种沿河滑坡灾害快速应急监测系统及方法与流程

本发明涉及滑坡灾害处理技术领域，具体是一种沿河滑坡灾害快速应急监测系统及方法。

背景技术：

滑坡现象时常引发于山麓地区，即便灾害不会波及到十分大的范围，然而灾害引发时会出现岩石迅速滑落情况，且存在极大的突发性，因而一经遭遇必然极难躲避。倘若出现天气不佳情况，如出现暴雨天气，会造成难以估量的破坏力，甚至形成堰塞湖严重影响航运通行，对环境、财力、人员方面都会造成不可估量的损失，及时的进行灾害监测和应急救助是十分重要的。

特别是沿河滑坡，灾区往往由于受灾地区道路阻断及通讯设备瘫痪而无法与外界沟通，很难快速获取灾害数据，无法进行快速的救援，而且水域滑坡的威胁不同于陆域滑坡，航道的阻断和水质污染问题可造成每天上亿的损失，所以为了提高滑坡灾害应急反应速度和准确性，我们有必要研发出了一种安全、有效、准确的沿河滑坡灾害监测方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种沿河滑坡灾害快速应急监测系统及方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种沿河滑坡灾害快速应急监测系统，包括数据收集模块m1、云端数据库中的数据分析处理模块m2、建模成图模块m3和输出模块m4。

所述数据收集模块m1包括子模块m11、子模块m12、子模块m13和子模块m14。

地面基站设立在滑坡地段，地面基站配备有无人机、无人船和卫星通讯系统。卫星遥感采集灾害坐标信息和灾害等级信息并存储于所述子模块m11，子模块m11通过卫星通讯系统将信息发送至地面基站。

所述地面基站派出无人机和无人船前往受灾点，无人机搭载的高清摄像机对灾区进行拍摄，将收集到的河道两侧住宅区受伤人员以及河道内被困人员数量和定位信息存入子模块m13，将滑坡的长宽高、水面的阻断情况和碍航情况的监测数据存入子模块m12。

所述无人船搭载有高低双频超声波探测仪、流速仪和浊度仪，高低双频超声波探测仪对水下淤积方量和淤积形态进行探测，并探测滑坡在水下的滑行距离和对航道的影响。所述流速仪监测滑坡断面河道流速，浊度仪采集水质污染程度，无人船将监测数据存入子模块m14。

所述云端数据库中的数据分析处理模块m2包括子模块m21、子模块m22和子模块m23。所述数据收集模块m1将所有的实测数据传输到子模块m21进行处理计算，子模块m21将实测资料和计算结果存储到往年的滑坡灾害情况信息中，并存储于子模块m23中进行保存。基于地质资料、水文资料及现场灾害资料分析出灾区附近是否再次出现滑坡，对滑坡的救援工作的安全风险进行评估，并将结果存储于子模块m22。

所述云端数据库将数据处理结果发送至地面基站，地面基站使用matlab建立滑坡形状及方量的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m31中。所述地面基站使用matlab建立河道阻断情况的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m32中。所述地面基站使用wasp建立河道污染物分布的二维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m33中。

所述建模成图模块m3通过输出模块m4将信息发送至控制端或手机端，救灾人员或相关部门工作人员根据控制端或手机端显示信息实施救灾。所述输出模块m4包括子模块m41、子模块m42、子模块m43、子模块m44和子模块m45。

所述子模块m41分析显示出救灾队伍人数以及救灾指导信息，子模块m42分析显示出对是否会再次滑坡的预测结果和给出救灾时间，子模块m43根据河段阻断程度及水下堆积体积对清淤部门进行指导，子模块m44根据河道污染范围对供水部门和附近居民给出安全用水指导，子模块m45将历年存储的滑坡灾害现场实测资料发送给有关部门及高校，为其进行试验研究提供数据资料。

一种沿河滑坡灾害快速应急监测方法，基于上述的监测系统，包括以下步骤：

1)根据地质探查分析在滑坡区域附近设立所述地面基站。其中，所述地面基站配备有无人机、无人船和卫星通讯系统。

2)所述卫星遥感定位灾区具体经纬坐标，卫星遥感确定滑坡大小等级，将坐标信息及灾害等级信息存储于子模块m11，子模块m11将信息发送至地面基站。

3)所述地面基站派出无人机前往受灾点，无人机搭载的高清摄像机对灾区进行拍摄，将收集到的河道两侧住宅区受伤人员以及河道内被困人员数量和定位信息存入子模块m13，将滑坡的长宽高、水面的阻断情况和碍航情况的监测数据存入子模块m12。

4)所述地面基站派出无人船，无人船搭载有高低双频超声波探测仪、流速仪和浊度仪，高低双频超声波探测仪对水下淤积方量和淤积形态进行探测，并探测滑坡在水下的滑行距离和对航道的影响。所述流速仪监测滑坡断面河道流速，浊度仪采集水质污染程度，无人船将监测数据存入子模块m14。

5)所述数据收集模块m1将所有的实测数据传输到子模块m21进行处理计算，子模块m21将实测资料和计算结果存储到往年的滑坡灾害情况信息中，并存储于子模块m23中进行保存。

6)基于地质资料、水文资料及现场灾害资料分析出灾区附近是否会再次出现滑坡，对滑坡的救援工作的安全风险进行评估，并将结果存储于子模块m22。

7)所述云端数据库将数据处理结果发送至地面基站，地面基站使用matlab建立滑坡形状及方量的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m31中。所述地面基站使用matlab建立河道阻断情况的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m32中。所述地面基站使用wasp建立河道污染物分布的二维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m33中。

8)所述建模成图模块m3通过输出模块m4将信息发送至控制端或手机端，救灾人员或相关部门工作人员根据控制端或手机端显示信息实施救灾。

进一步，步骤8)中，所述输出模块m4包括子模块m41、子模块m42、子模块m43、子模块m44和子模块m45。

所述子模块m41分析显示出救灾队伍人数以及救灾指导信息，子模块m42分析显示出对是否会再次滑坡的预测结果和给出救灾时间，子模块m43根据河段阻断程度及水下堆积体积对清淤部门进行指导，子模块m44根据河道污染范围对供水部门和附近居民给出安全用水指导，子模块m45将历年存储的滑坡灾害现场实测资料发送给有关部门及高校，为其进行试验研究提供数据资料。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过安装有高低双频超声波探测仪的无人船，能够快速收集到滑坡的水下堆积方量、堆积形态，以及对航道的阻拦程度，河道污染物分布绘制二维、三维图像模型；

2.本发明通过卫星、无人机、无人船协同快速响应机制，解决了受灾地区道路阻断及通讯设备瘫痪而无法与外界沟通的问题，能够快速监测出沿河滑坡灾情特别是水上灾情具体情况；

3.本发明方法结合云端数据处理平台，能够快速准确的处理数据并将受灾情况结果传送给有关部门，并且给出最佳救援时间和救援队伍数量建议；

4.本发明方法结合云端大数据存储平台，能够将历年所有滑坡灾害现场实测数据进行长久保存，并为相关部门和高校对滑坡的研究提供数据支持。

附图说明

图1为沿河滑坡灾害快速应急监测系统示意图；

图2为无人船探测淤积情况及水体参数示意图；

图3沿河滑坡灾害快速应急监测系统的模块化结构示意图。

图中：遥感卫星1、地面基站2、无人机3、无人船4、云端数据库5、高低双频超声波探测仪6、滑坡体7、流速仪8和浊度仪9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开了一种沿河滑坡灾害快速应急监测系统，包括数据收集模块m1、云端数据库5中的数据分析处理模块m2、建模成图模块m3和输出模块m4。

参见图3，所述数据收集模块m1包括子模块m11、子模块m12、子模块m13和子模块m14。

参见图1，地面基站2设立在滑坡地段，地面基站2配备有无人机3、无人船4和卫星通讯系统。卫星遥感1采集灾害坐标信息和灾害等级信息并存储于所述子模块m11，子模块m11通过卫星通讯系统将信息发送至地面基站2。

所述地面基站2派出无人机3和无人船4前往受灾点，无人机3搭载的高清摄像机对灾区进行拍摄，将收集到的河道两侧住宅区受伤人员以及河道内被困人员数量和定位信息存入子模块m13，将滑坡的长宽高、水面的阻断情况和碍航情况的监测数据存入子模块m12。

参见图2，所述无人船4搭载有高低双频超声波探测仪6、流速仪8和浊度仪9，高低双频超声波探测仪6对水下淤积方量和淤积形态进行探测，并探测滑坡在水下的滑行距离和对航道的影响。所述流速仪8监测滑坡断面河道流速，浊度仪9采集水质污染程度，无人船4将监测数据存入子模块m14。

所述云端数据库5中的数据分析处理模块m2包括子模块m21、子模块m22和子模块m23。所述数据收集模块m1将所有的实测数据传输到子模块m21进行处理计算，子模块m21将实测资料和计算结果存储到往年的滑坡灾害情况信息中，并存储于子模块m23中进行保存。基于地质资料、水文资料及现场灾害资料分析出灾区附近是否再次出现滑坡，对滑坡的救援工作的安全风险进行评估，并将结果存储于子模块m22。

所述云端数据库5将数据处理结果发送至地面基站2，地面基站2使用matlab建立滑坡形状及方量的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m31中。所述地面基站2使用matlab建立河道阻断情况的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m32中。所述地面基站2使用wasp建立河道污染物分布的二维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m33中。

所述建模成图模块m3通过输出模块m4将信息发送至控制端或手机端，救灾人员或相关部门工作人员根据控制端或手机端显示信息实施救灾。所述输出模块m4包括子模块m41、子模块m42、子模块m43、子模块m44和子模块m45。

参见图3，所述子模块m41分析显示出救灾队伍人数以及救灾指导信息，子模块m42分析显示出对是否会再次滑坡的预测结果和给出救灾时间，子模块m43根据河段阻断程度及水下堆积体积对清淤部门进行指导，子模块m44根据河道污染范围对供水部门和附近居民给出安全用水指导，子模块m45将历年存储的滑坡灾害现场实测资料发送给有关部门及高校，为其进行试验研究提供数据资料。

实施例2：

基于实施例1所述的监测系统，本实施例公开了一种沿河滑坡灾害快速应急监测方法，包括以下步骤：

1)根据地质探查分析在滑坡区域附近设立所述地面基站2。其中，所述地面基站2配备有无人机3、无人船4和卫星通讯系统。

2)所述卫星遥感1定位灾区具体经纬坐标，卫星遥感1确定滑坡大小等级，将坐标信息及灾害等级信息存储于子模块m11，子模块m11将信息发送至地面基站2。

3)所述地面基站2派出无人机3前往受灾点，无人机3搭载的高清摄像机对灾区进行拍摄，将收集到的河道两侧住宅区受伤人员以及河道内被困人员数量和定位信息存入子模块m13，将滑坡的长宽高、水面的阻断情况和碍航情况的监测数据存入子模块m12。

4)所述地面基站2派出无人船4，无人船4搭载有高低双频超声波探测仪6、流速仪8和浊度仪9，高低双频超声波探测仪6对水下淤积方量和淤积形态进行探测，并探测滑坡在水下的滑行距离和对航道的影响。所述流速仪8监测滑坡断面河道流速，浊度仪9采集水质污染程度，无人船4将监测数据存入子模块m14。

5)所述数据收集模块m1将所有的实测数据传输到子模块m21进行处理计算，子模块m21将实测资料和计算结果存储到往年的滑坡灾害情况信息中，并存储于子模块m23中进行保存。

6)基于地质资料、水文资料及现场灾害资料分析出灾区附近是否会再次出现滑坡，对滑坡的救援工作的安全风险进行评估，并将结果存储于子模块m22。

7)所述云端数据库5将数据处理结果发送至地面基站2，地面基站2使用matlab建立滑坡形状及方量的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m31中。所述地面基站2使用matlab建立河道阻断情况的三维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m32中。所述地面基站2使用wasp建立河道污染物分布的二维成像模型，并存储于建模成图模块m3的子模块m33中。

8)所述建模成图模块m3通过输出模块m4将信息发送至控制端或手机端，救灾人员或相关部门工作人员根据控制端或手机端显示信息实施救灾。

所述输出模块m4包括子模块m41、子模块m42、子模块m43、子模块m44和子模块m45。

所述子模块m41分析显示出救灾队伍人数以及救灾指导信息，子模块m42分析显示出对是否会再次滑坡的预测结果和给出救灾时间，子模块m43根据河段阻断程度及水下堆积体积对清淤部门进行指导，子模块m44根据河道污染范围对供水部门和附近居民给出安全用水指导，子模块m45将历年存储的滑坡灾害现场实测资料发送给有关部门及高校，为其进行试验研究提供数据资料。