一种基于大数据的地质灾害监测和防治系统与方法与流程

本发明涉及地质灾害监测与防治，具体为一种基于大数据的地质灾害监测和防治系统。

背景技术：

1、地质灾害有很多种，我国目前常见的地质灾害主要是崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降和地面塌陷。因此，针对这些地质灾害的监测与防治很重要。

2、然而，目前的许多地质灾害的监测还是用人工，这种方法不仅费时费力，还很难做到及时的数据汇总而且无法实现全天候24小时监测，并且在地质灾害高发区监测极易产生人员伤亡。

3、本发明目的在解决人工监测费时费力且有时会产生危险的不足，提供一种通过采集各方面的地质数据，能较为全面的监测地质灾害并汇总给信息处理单元，有信息处理单元判断是否付出灾情报警信号。通过智能化来代替人工地质勘察带来的不便与危险。并且能不间断的监测地质灾害，预防地质灾害带来的生命和财产损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的地质灾害监测和防治系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的地质灾害监测和防治系统，该系统包含了地表位移监测模块、气象监测模块、地下水动态监测模块、参数分析模块、预警模块和显示终端；

3、所述地表位移监测模块是用于监测滑坡表面各部分的动态变化，并得到相关数据；

4、所述气象监测模块是用于监测当地的气象变化并得到相关数据；

5、所述地下水动态监测模块是用于监测地下水水位的动态变化并得到相关数据；

6、所述参数分析模块是用于分析接受到的数据并与正常数据范围进行对比；

7、所述预警模块是用于接受预警信号并发送报警信号给显示终端；

8、所述显示终端是用于显示报警信号。

9、通过地表位移监测模块、气象监测模块、地下水动态监测模块所收集到的数据，参数分析模块判断数据是否处于异常值再决定向预警模块发送异常或是正常信号，预警模块收到信号后再向显示模块发送相应的信号，显示模块根据收到预警模块的信号再向人们显示安全或者危险，有利于通过智能化来代替人工地质勘察带来的不便与危险。并且能不间断的监测地质灾害，预防地质灾害带来的生命和财产损失。

10、进一步的：地表位移监测模块包括地表观测单元和数据发送单元；

11、所述地表位移监测单元是用于观测地表是否发生位移；

12、所述数据发送单元是将观测的数据发送给参数分析模块；

13、进一步的：气象监测模块包括气象监测单元和数据发送单元；

14、所述气象监测单元是用一系列气象测量仪器监测气象情况；

15、所述数据发送单元是将所监测到的气象数据发送给参数分析模块；

16、进一步的：地下水动态监测模块包括地下水位测量单元和数据发送单元；

17、所述地下水位测量单元是用于测量地下水位变化并获取数据；

18、所述数据发送单元是将采集到的地下水位变化数据发送给参数分析模块；

19、进一步的：参数分析模块包括数据接收单元、数据处理单元以及信号发送单元；

20、所述数据接收单元是用于接收采集数据单元所传输的数据；

21、所述数据处理单元是用于处理所接受的地质情况数据并判断发送异常或正常信号；

22、一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法包括以下几个步骤：

23、s 1、利用地质情况数据观测的各个模块进行地质情况的勘察得到实时数据；

24、s2、利用传感器和a/d转换器将电信号转换为数字信号；

25、s3、利用参数分析模块进行数据的分析和对比；

26、s4、利用预警单元对异常信号进行地质灾害进行实时预警。

27、在s1中，所述地质情况数据观测单元包括地表位移监测模块、气象监测模块和地下水动态监测模块，其用于实时监测地质情况获取数据，在收集数据过程中，地表位移模块收集地表土壤位移情况，气象监测模块监测区域内气象状况，地下水动态监测区域内地下水位变化以及地下水压力变化。

28、在s2中，利用传感器和a/d转换器将电信号转换成数字信号。

29、将过去没有地质灾害的地质情况数据整理为一个集合e{(x1,y1)，(x2,y2).......(xn,yn)},x为当地历年所测地质情况数据，y为当地历年测得数据的时间，设函数y＝ax+b,a为根据集e用最小二乘法求出的拟合直线的斜率,b为该直线方程的截距，b＝y-ax；为集合e中所有x元素和的平均值，为集合e中所有y元素之和的平均值，求出拟合直线方程为y＝ax+b；再根据拟合直线斜率求出集合e内所有数据的直线方程yi＝a xi+bi，之后根据公式求出实际数据所形成的直线与拟合直线之间的距离再,di为各个直线距离拟合直线之间的距离；再将di形成的集合d{d1，d2，....,di,.....，dn}中最大值和最小值作为一个区间的上下值(dmin,dmax),将今年所测的地质情况数据代入公式yi＝a xi+bi中再根据公式求出今年的d,观察d是否在区间(dmin,dmax)内；若在，则发送正常信号；若不在，则发送异常信号。

30、在s4中，所述预警单元是接受预警信号与发出报警信号。

31、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过采集各方面的地质数据，能较为全面的监测地质灾害并汇总给信息处理单元，有信息处理单元判断是否付出灾情报警信号。通过智能化来代替人工地质勘察带来的不便与危险，无需人工监测，可实现24小时无缝监测；监测效率高、对地质灾害数据的监测全面、完整、监测结果准确度高、可靠性好；可通过对历史数据进行分析精确各项监测指标，以达到最佳监测效果；监测区域设置有预警模块和显示终端，可对监测区域内的人报警提示，避免人员伤亡。

技术特征：

1.一种基于大数据的地质灾害监测与防治系统，其特征在于：该系统包含了地表位移监测模块、气象监测模块、地下水动态监测模块、参数分析模块、预警模块和显示终端；

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害监测与防治系统，其特征在于：地表位移监测模块包括地表观测单元和数据发送单元，气象监测模块包括气象监测单元和数据发送单元；

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害监测与防治系统，其特征在于：地下水动态监测模块包括地下水位测量单元和数据发送单元，参数分析模块包括数据接收单元、数据分析单元以及信号发送单元；

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害监测与防治系统，其特征在于：预警模块包括数据接收单元以及信号发送单元；

5.权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害监测与防治系统，其特征在于：显示终端包括数据接收单元和信号显示单元；

6.一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法，其特征在于：该监测与防治方法包括以下几个步骤：

7.根据权利要求6所述一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法，其特征在于：在s1中，利用地表位移模块收集地表土壤位移情况、气象监测模块监测区域内气象状况、地下水动态监测区域内地下水位变化以及地下水压力变化的数据。

8.根据权利要求6所述一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法，其特征在于：在s2中，利用传感器和a/d转换器将电信号转换成数字信号。

9.根据权利要求6所述一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法，其特征在于：在s3中，参数分析模块对接收到的数据进行方向与对比：

10.根据权利要求6所述一种基于大数据的地质灾害监测与防治方法，其特征在于：在s4中，所述预警单元是接收异常信号与发出报警信号，接收正常信号则发送安全信号。

技术总结
本发明公开了一种基于大数据的地质灾害监测和防治系统与方法，属于地质灾害监测与防治技术领域。本发明包括地表位移监测模块、气象监测模块、地下水动态监测模块、参数分析模块、预警模块和显示终端。所述地表位移监测模块是用于监测滑坡表面的动态变化，气象监测模块是用于监测气象变化，地下水动态监测模块是用于监测地下水位动态变化，参数分析模块是用于接受数据并分析是否异于正常情况，预警模块是用于接受参数分析模块报警的信号并开始向显示终端报警，显示终端是用于接受预警模块的报警信号并加以显示。本发明能及时预测地质灾害的发生，并能及时将地质灾害情况的发生的情况通报灾区人员，使其有充裕的时间逃生。

技术研发人员：蒲明,张鹏,拓佳胜,杨旭,张晓
受保护的技术使用者：信息产业部电子综合勘察研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14