CN105096532B - 一种地质灾害预测*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地质灾害预测***，包括传感器模块，红外摄像头，数据传输模块，监控中心，数据处理模块，专家评估模块，三维效果生成模块，显示屏和人机操作模块。本发明能精确的预测出地质灾害发生的时间范围、地理范围，且可以通过三维生成模块，将地质情况展现在工作人员的面前，使得工作人员可以身临其境的观察和感受地质的变化情况，进一步提高了预测的精确度。

Description

一种地质灾害预测***
技术领域
本发明涉及地质灾害监测领域，具体涉及一种地质灾害预测***。
背景技术
地质灾害是指由于地质作用(自然的、人为的或综合的)使地质环境产生的突发的或渐进的破坏，并造成人类生命财产损失的现象或事件。近年来泥石流、滑坡、地陷等地质灾害频发，给人们的生命和财产带来了巨大的损失。如何应对各种地质灾害，提高全社会的灾害防治降低灾害损失，是我们面临的一项紧迫任务。目前的地质灾害预警***综合了多种环境数据测量元件，并利用通讯网络将测量元件所测得的数据及影像由现场监控装置传至主监控装置，再将监测信息传至负责单位，以加速救灾工作，但该***无法预测出监测区域的降水量，实时监测出监测区域或物体定量的位移信息，并根据可降水量与空间位移信息自动预警；同时该***需要安装大量的传感器，成本高；或者利用雨量、红外位移传感器，通过无线网络实施传输至数据中心，实时监测滑坡、塌陷区域实际的降雨强度、降雨历时、滑坡及塌陷的状态信息和危岩滑动信息，客观地综合监测、评估临界滑坡的降雨阀值、滑坡的演变过程、状态及滑坡、坍塌等级，但该***无法预测可降水量，且位移信息精度低，无法实现网络化的终端用户预警。范意民等人(2008年)将GPS技术应用于三峡库区地质灾害预警中，为地质灾害监测和预警提供准确的位移变形信息；舒海翅等人(2010年)通过改善硬、软件配置以及独立的无线局域网组网，开发出了应用于地质灾害变形GPS实时监测***，具有全天候、自动化、野外复杂环境适用等特点，并且能很好地保证监测的精度，但是未考虑降水与滑坡等地质灾害之间的关联，不能根据位移信息和降水量等信息综合决策预警，同时单方面依靠计算软件进行计算，预测的精确度较低，所检测的结果也均为简单的数据或者图形形式，工作人员无法身临其境的观察地质的实质情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种地质灾害预测***，能精确的预测出地质灾害发生的时间范围、地理范围，且可以通过三维生成模块，将地质情况展现在工作人员的面前，使得工作人员可以身临其境的观察和感受地质的变化情况，进一步提高了预测的精确度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种地质灾害预测***，包括
传感器模块，用于实时获取地质环境数据；
红外摄像头，用于实时采集地质环境的视频数据；
数据传输模块，用于将获取的地质环境数据和视频数据通过网络传输给数据储存模块进行储存，发送到监控模块进行数据处理，并发送到专家评估模块，进行风险的评估和预警；
监控中心，用于接收监控模块输出的地质环境数据和视频数据，并将环境数据转换为计算模块能识别的格式传递给数据处理模块，将视频数据转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生成模块；
数据处理模块，用于对环境数据进行计算，得出地质环境结果，并将所得地质环境结果发送到显示屏进行显示和储存，将所得的地质环境结果转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生产模块；
专家评估模块，用于储存各类典型的地质环境数据以及其所可能带来的地质灾害情况，用于将接收到的地质环境数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；内设一网络爬虫进程，用于在网络中查找与所接收的地质环境数据相关的网页或文档，并将查询结果发送到显示屏；
三维效果生成模块，用于接收监控中心的命令，将所接收到的视频数据和地质环境结果数据融合处理后，生成各种模拟地质环境，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种地质情况图像，并予以详细刻画；
显示屏，用于显示地质环境结果、专家评估结果以及网络相关数据查询结果，并基于地质环境结果输出表征地质环境的二维结果图、三维结果图；
人机操作模块，用于输入信息调用命令，所述监控中心根据信息调用命令，从数据储存模块中调用人们所需的数据信息；通过显示屏显示监控中心所调用的数据信息。
其中，所述传感器模块包括位移传感器、坡度传感器、降雨量传感器、土壤温湿度传感器、河面水位高度传感器、岩石水含量探测器和气象传感器。
其中，所述数据处理模块包括
几何模型建立模块，用于基于所述研究区水文地质条件、地形地貌建立相应的几何模型；
模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所述几何模型进行分层；
边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、地质情况设置所述几何模型边界；
实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几何模型的源汇项；
网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；
参数输入模块，用于接受所述监测模块获得的所述环境数据，将所述环境数据传送至所述输入参数模块；
数学模型选择模块，用于基于要解决的地质灾害类型，选择数学模型模块类型；
模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；
模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；
参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。
其中，所述专家评估模块连接有一数据更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新专家评估模块内的数据。
其中，所述红外摄像头上安装有红外线传感器，用于检测摄像头组所监控的范围，并将检测信息发送到监控中心。
其中，还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机或风力发电机。
本发明具有以下有益效果：
能精确的预测出地质灾害发生的时间范围、地理范围，且可以通过三维生成模块，将地质情况展现在工作人员的面前，使得工作人员可以身临其境的观察和感受地质的变化情况，进一步提高了预测的精确度。
附图说明
图1为本发明实施例一种地质灾害预测***的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种地质灾害预测***，包括
传感器模块4，用于实时获取地质环境数据；
红外摄像头5，用于实时采集地质环境的视频数据；
数据传输模块2，用于将获取的地质环境数据和视频数据通过网络传输给数据储存模块3进行储存，发送到监控模块进行数据处理，并发送到专家评估模块，进行风险的评估和预警；
监控中心1，用于接收监控模块输出的地质环境数据和视频数据，并将环境数据转换为计算模块能识别的格式传递给数据处理模块，将视频数据转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生成模块；
数据处理模块7，用于对环境数据进行计算，得出地质环境结果，并将所得地质环境结果发送到显示屏进行显示和储存，将所得的地质环境结果转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生产模块；
专家评估模块8，用于储存各类典型的地质环境数据以及其所可能带来的地质灾害情况，用于将接收到的地质环境数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；内设一网络爬虫进程，用于在网络中查找与所接收的地质环境数据相关的网页或文档，并将查询结果发送到显示屏；
三维效果生成模块10，用于接收监控中心的命令，将所接收到的视频数据和地质环境结果数据融合处理后，生成各种模拟地质环境，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种地质情况图像，并予以详细刻画；
显示屏6，用于显示地质环境结果、专家评估结果以及网络相关数据查询结果，并基于地质环境结果输出表征地质环境的二维结果图、三维结果图；
人机操作模块9，用于输入信息调用命令，所述监控中心根据信息调用命令，从数据储存模块中调用人们所需的数据信息；通过显示屏显示监控中心所调用的数据信息。
所述传感器模块包括位移传感器、坡度传感器、降雨量传感器、土壤温湿度传感器、河面水位高度传感器、岩石水含量探测器和气象传感器。
所述数据处理模块包括
几何模型建立模块，用于基于所述研究区水文地质条件、地形地貌建立相应的几何模型；
模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所述几何模型进行分层；
边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、地质情况设置所述几何模型边界；
实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几何模型的源汇项；
网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；
参数输入模块，用于接受所述监测模块获得的所述环境数据，将所述环境数据传送至所述输入参数模块；
数学模型选择模块，用于基于要解决的地质灾害类型，选择数学模型模块类型；
模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；
模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；
参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。
所述专家评估模块连接有一数据更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新专家评估模块内的数据。
所述红外摄像头上安装有红外线传感器，用于检测摄像头组所监控的范围，并将检测信息发送到监控中心。
还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机或风力发电机。
本具体实施通过传感器和红外摄像头的设置，从而实现了环境数据和环境视频数据的实时采集，通过数据处理模块以及专家评估模块，能精确的预测出地质灾害发生的时间范围、地理范围，且可以通过三维生成模块，将地质情况展现在工作人员的面前，使得工作人员可以身临其境的观察和感受地质的变化情况，进一步提高了预测的精确度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种地质灾害预测***，其特征在于，包括
传感器模块，用于实时获取地质环境数据；
红外摄像头，用于实时采集地质环境的视频数据；
数据传输模块，用于将获取的地质环境数据和视频数据通过网络传输给数据储存模块进行储存，发送到监控模块进行数据处理，并发送到专家评估模块，进行风险的评估和预警；
监控中心，用于接收监控模块输出的地质环境数据和视频数据，并将环境数据转换为计算模块能识别的格式传递给数据处理模块，将视频数据转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生成模块；
数据处理模块，用于对环境数据进行计算，得出地质环境结果，并将所得地质环境结果发送到显示屏进行显示和储存，将所得的地质环境结果转换成三维效果生成模块所能识别的格式发送到三维效果生产模块；
专家评估模块，用于储存各类典型的地质环境数据以及其所可能带来的地质灾害情况，用于将接收到的地质环境数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；内设一网络爬虫进程，用于在网络中查找与所接收的地质环境数据相关的网页或文档，并将查询结果发送到显示屏；
三维效果生成模块，用于接收监控中心的命令，将所接收到的视频数据和地质环境结果数据融合处理后，生成各种模拟地质环境，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，涵盖各种地质情况图像，并予以详细刻画；
显示屏，用于显示地质环境结果、专家评估结果以及网络相关数据查询结果，并基于地质环境结果输出表征地质环境的二维结果图、三维结果图；
人机操作模块，用于输入信息调用命令，所述监控中心根据信息调用命令，从数据储存模块中调用人们所需的数据信息；通过显示屏显示监控中心所调用的数据信息。
2.根据权利要求1所述的一种地质灾害预测***，其特征在于，所述传感器模块包括位移传感器、坡度传感器、降雨量传感器、土壤温湿度传感器、河面水位高度传感器、岩石水含量探测器和气象传感器。
3.根据权利要求1所述的一种地质灾害预测***，其特征在于，所述数据处理模块包括
几何模型建立模块，用于基于研究区水文地质条件、地形地貌建立相应的几何模型；
模型分层模块，用于接收所述建立几何模型模块输出的几何模型，并对所述几何模型进行分层；
边界划分处理模块，用于基于研究区实际地形地貌、地质情况设置所述几何模型边界；
实体设置模块，用于表示一区域是否有河流、降雨量、蒸发，设置所述几何模型的源汇项；
网格划分模块，用于对所述几何模型进行网格划分；
参数输入模块，用于接受所述监控模块获得的所述环境数据，将所述环境数据传送至所述输入参数模块；
数学模型选择模块，用于基于要解决的地质灾害类型，选择数学模型模块类型；
模型求解计算模块，用于基于所述数学模型选择模块选择的所述数学模型模块，选择所述求解计算模块对数学模型进行计算；
模型校正模块，用于将模拟结果与实测结果比较，进行参数调整，使模拟结果在预定的误差范围内与实测结果吻合；
参数灵敏度分析模块，用于基于参数值的时空分布、边界条件不确定度的影响，确定不确定度对校正后的模型的影响程度。
4.根据权利要求1所述的一种地质灾害预测***，其特征在于，所述专家评估模块连接有一数据更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新专家评估模块内的数据。
5.根据权利要求1所述的一种地质灾害预测***，其特征在于，所述红外摄像头上安装有红外线传感器，用于检测摄像头组所监控的范围，并将检测信息发送到监控中心。
6.根据权利要求1所述的一种地质灾害预测***，其特征在于，还包括一供电装置，供电装置为太阳能发电机或风力发电机。
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