一种山区滑坡体的自动监测预警方法及系统与流程

本发明涉及滑坡灾害监测，具体涉及一种山区滑坡体的自动监测预警方法及系统。

背景技术：

1、滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。我国是地质灾害最为严重的国家之一，山体滑坡灾害发生频繁，导致不同程度的人员伤亡、财产损失以及交通路段的堵塞。

2、滑坡具有分布广、发生频繁、缓慢性和隐蔽性等特点，一旦发生将造成人员伤亡和巨大的经济损失，滑坡监测可减小灾害损失。但是传统的人工监测费时费力，不仅监测周期长，且滑坡危险多发生在恶劣暴雨天气下，此时人工监测无法获取有效信息，从而导致监测系统失效。

3、因此，如何在实现对滑坡隐患区域进行自动化、全方位的高效监测预警成为当前领域工作人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种山区滑坡体的自动监测预警方法及系统，以达到对滑坡隐患区域进行自动化、全方位的高效监测预警的目的。

2、为了解决实现上述目的，本发明提供了一种山区滑坡体的自动监测预警方法，包括：

3、基于山区特征和设计标准确定监测区域的参考点位和监测点位；

4、基于参考点位搭建参考基墩，基于监测点位搭建gnss监测基墩；

5、基于gnss监测基墩实时采集监测点位的初始三维坐标监测数据，基于参考基墩对初始三维坐标监测数据进行校正，得到目标三维坐标监测数据；

6、基于目标三维坐标监测数据计算监测点位的位移数据，并对位移数据进行判断，当位移数据正常时，则继续监测，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号。

7、在一种可能的实现方式中，基于山区特征和设计标准确定监测区域的监测点位，包括：

8、建立山区目标区域的三维模型，基于三维模型中的山区特征获取山区参考特征点和监测特征点；

9、基于设计标准对参考特征点和监测特征点进行筛选和校正，得到监测区域的参考点位和监测点位。

10、在一种可能的实现方式中，设计标准包括参考点位设计标准和监测点位设计标准；

11、参考点位设计标准包括：

12、参考点位的年平均下沉和位移不低于第一阈值；

13、参考点位的第一预设半径范围内不存在无线电发射装置；

14、参考点位的第二预设半径范围内不存在震动装置；

15、监测点位的设计标准包括：

16、监测点位的第三预设半径范围内不存在高度大于第一预设尺寸的障碍物；

17、监测点位设置在山区目标区域内的特征断面上。

18、在一种可能的实现方式中，基于参考点位搭建参考基墩，基于监测点位搭建gnss监测基墩，包括：

19、按照预设施工标准分别在参考点位和监测点位钻孔，得到参考点位钻孔和监测点位钻孔，参考点位钻孔和监测点位钻孔的方向垂直于边坡面方向，参考点位钻孔和监测点位钻孔要穿过在边坡滑移面的位置超神预设的距离；

20、将参考基墩放置于参考点位钻孔的中心位置，沿参考钻孔底部开始，在参考基墩与参考点位钻孔管壁间填充砾石至低于参考点位钻孔孔口预设距离处，并采用混凝土对参考点位钻孔孔口进行浇灌密封；

21、将gnss监测基墩放置于监测点位钻孔的中心位置，沿监测钻孔底部开始，在gnss监测基墩与监测点位钻孔管壁间填充砾石至低于监测点位钻孔孔口预设距离处，并采用混凝土对监测点位钻孔孔口进行浇灌密封。

22、在一种可能的实现方式中，基于参考点位搭建参考基墩，基于监测点位搭建gnss监测基墩，还包括：

23、在混凝土浇灌至参考点位钻孔外壁和监测点位钻孔外壁顶点下预设距离处预埋预设标准的硬质管道。

24、在一种可能的实现方式中，基于gnss监测基墩实时采集监测点位的初始三维坐标监测数据，基于参考基墩对初始三维坐标监测数据进行校正，得到目标三维坐标监测数据，包括：

25、基于gnss监测基墩按照预设采集频率实时采集监测点位的初始三维坐标监测数据；

26、将采集到的初始三维坐标监测数据进行预处理；

27、基于参考基墩对经过处理后的初始三维坐标监测数据进行校正，确定初始三维坐标监测数据的修正系数，基于修正系数计算得到目标三维坐标监测数据。

28、在一种可能的实现方式中，将采集到的初始三维坐标监测数据进行预处理，包括：

29、对初始三维坐标监测数据进行缺失值处理；

30、对初始三维坐标监测数据进行异常值处理；

31、对初始三维坐标监测数据进行数据一致性检查；

32、对初始三维坐标监测数据进行数据质量控制；

33、其中，缺失值处理包括插值法和删除法，异常值处理包括数据范围检查法和统计法，数据一致性检查包括逻辑关系检查法和时间序列一致法，数据质量控制包括数据验证法和数据审查法。

34、在一种可能的实现方式中，基于目标三维坐标监测数据计算监测点位的位移数据，并对位移数据进行判断，当位移数据正常时，则继续监测，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号，包括：

35、基于信号时序计算目标三维坐标监测数据在平面坐标系中的欧几里得距离，得到监测点位的位移数据；

36、对位移数据进行判断，位移数据的异常情况包括但不限于位移数据超过预设阈值和位移数据变化量持续增加；

37、当位移数据正常时，则继续监测，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号。

38、在一种可能的实现方式中，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号，包括：

39、基于预设异常规则对位移数据的异常等级进行划分；

40、输出与异常等级相匹配的预警信号。

41、为了实现上述目的，本发明还提供了一种山区滑坡体的自动监测预警系统，包括：

42、点位确定模块，用于基于山区特征和设计标准确定监测区域的参考点位和监测点位；

43、基墩搭建模块，用于基于参考点位搭建参考基墩，基于监测点位搭建gnss监测基墩；

44、监测模块，用于基于gnss监测基墩实时采集监测点位的初始三维坐标监测数据，基于参考基墩对初始三维坐标监测数据进行校正，得到目标三维坐标监测数据；

45、预警模块，用于基于目标三维坐标监测数据计算监测点位的位移数据，并对位移数据进行判断，当位移数据正常时，则继续监测，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号。

46、采用上述实施例的有益效果为：基于山区特征和设计标准确定监测区域的参考点位和监测点位；基于参考点位搭建参考基墩，基于监测点位搭建gnss监测基墩；基于gnss监测基墩实时采集监测点位的初始三维坐标监测数据，基于参考基墩对初始三维坐标监测数据进行校正，得到目标三维坐标监测数据；基于目标三维坐标监测数据计算监测点位的位移数据，并对位移数据进行判断，当位移数据正常时，则继续监测，当监测点位的位移数据出现异常，输出预警信号。本发明通过对滑坡多发区域进行全时段、多方位的自动监测，以在异常发生时，进行及时的预警通告，具有操作简单易行、监测精度较高的优点。