地質災害監測預警技術研究

龍昭騰

摘要：地質災害監測預警系統的設立，可實現對災害預警信息的獲取與分布，繼而為防災減災工作展開提供價值依據。靈活利用檢測預警技術，可實時監測地質災害，通過網絡平臺公布信息，可滿足相關部門或人們對地質災害信息的需求。

關鍵詞：地質災害；監測；預警技術

設立地質災害監測系統是復雜且繁瑣的過程，要想實現對地質災害的有效預測與防范，需要借助GIS 技術、計算機技術等信息技術，展開模型計算、空間分析與災害監測的判斷，從而在災害發生前發現地質災害發生區域。在此過程中，涉及預警指標異樣觀察、預警模型選擇等關鍵技術，作為地質災害監測人員應明確掌握并學會合理利用，從而有效規避地質災害。

一、地質災害監測預警系統安裝準備

首先獲取地質災害可能發生區域的地形、地籍數據，實地走訪調查各地質災害點威脅區域，現場查看并了解周邊地形交通環境，根據避險要求尋找安全的逃生路線、避險區域，并繪至底圖內，為防災減災工作展開提供價值依據。其次在安裝專業儀器，布置簡易裝置點前，進行全面的現場勘查，了解現場地裂縫危害程度，根據周邊環境、簡易裝置特性等，尋找安全的簡易裝置點，編繪至底圖為最終確定簡易裝置點保障。除此之外，安裝專業儀器的地質災害點，應根據周邊環境、水文條件、穩定危害性等，以及儀器安裝要求等展開詳細的現場勘查。

二、項目實施要點

（一）預警指標

預警指標包括定量指標、定性指標，是指地質災害發生前的位移或變形發生明顯變化，是繼續發展或可能發生的參照信息。定量或定性指標，在地質災害發生后，會出現異樣變化，是衡量災害的重要參照信息。基于降雨量指標角度分析，其分為警戒雨量（準備轉移）、危險雨兩級。前者屬于準備轉移參照信息，降雨24h可達到90mm；后者屬于立即轉移參照信息，降雨24h可達到120mm。基于位移指標角度分析，變形到一定程度后，會憑借較高速率致使邊坡失穩。位移指標也是地質災害監測的重要參照信息。通過變形速率可有效判別滑坡是處于初始、穩定變形階段，還是處在加速變形階段。處于加速變形階段的典型位移，應設立立即組織撤離的預警指標，當作滑坡預報關鍵參數。其他預警指標主要指定性指標，對放射狀裂縫、井水位異常等異樣現象的經驗，判斷出滑坡發生的可能性。群測群防中村民、監測人巡查到的險情信息也是重要的預警信息；對此，加強監測人、村民的地質災害防范、警惕意識尤為關鍵。[1]

（二）預警模型

預警模型是指將觀測到的數據，結合以往總結規律，利用經驗公式、數值分析等方法去模擬未來，即利用現有信息，去推測未知信息。構建預警模型，如齋藤短臨預報模型的設立，能夠提高地質災害預警的準確性，實現事前的有效預防，為群眾轉移、減災工作展開制造更多時間。

（三）預警流程

預警流程是指事后按工作流程，針對性、有組織的展開減災工作。現場負責人或指揮中心值班人發現險情后，根據險情級別，通知相關級別責任人。責任部門確認險情后啟動防災預案，組織救援物資、人員準備就緒。嚴重災情應當啟動現場警報，組織群眾徹離。

三、關鍵技術

（一）基于ZigBee技術的傳感器節點組網

基于物聯網的野外信息實時采集系統，涉及匯聚節點、傳感器節點，傳感器網絡的無線通信方式要求多級，系統繁瑣且成本高。另外傳感器節點的通信能力、數據存儲能力薄弱，嚴格要求低功耗，自適應優化通信協議設計尤為關鍵。基于ZigBee技術的傳感器節點組網，其中ZigBee 技術成本低、功耗低，同時可實現數據實時收發。匯聚節點與遠程地質災害信息傳輸網絡連接，繼而實現節點監測數據的遠程實時傳輸。[2]

（二）設立多形式傳輸網絡

設立傳輸鏈路冗余、性能穩定的地質災害信息傳輸網絡，可確保監測指揮中心、野外現場通信的時效性與穩定性；對此，可利用3G移動通信網絡或是GPRS/CDMA網絡，展開通訊傳輸，根據數據傳輸時效性，及時轉換衛星通信鏈路，及時檢查網絡運行故障，確保監測信息有效傳輸。

（三）設立預警模型

智能分析平臺綜合了地質災害分布規律、發育特征等內外誘因的多種影響因子，利用模糊評判法、人工神經網絡法等構筑模型，模擬各影響因子誘發災情的作用。當模型風險指標超出設定閥值，應由監測指揮中心發布預警信息。

四、地質災害監測預警系統功能和構成

地質災害監測預警系統涉及地質災害各項管理業務，系統數據儲存于系統數據庫內，由GIS平臺管理。

（一）預警系統構成

預警系統包括基礎地理管理、地質災害管理、專業監測管理、群測群防管理、預警預報管理、災害背景管理等子系統。其中基礎地理信息管理子系統，涵蓋了入庫管理、查詢管理、圖屬編輯等功能模塊，負責鄉鎮、道路、居民地、等高線等基礎地理數據信息的管理。其中地質災害管理子系統，涵蓋崩塌與泥石流等各類地質災害的查詢、增刪編輯、統計等功能，主要負責地裂縫、地面塌陷等地質災害點圖層的綜合管理。其中預警預報管理子系統具有預警發布與解除等功能，利用短信報警或是現場自動報警裝置，能夠告知相關人員具體情況，同時提醒周邊民眾做好與預防或轉移措施。可根據地災點預警級別，設置減災方案。統計分析監測數據后，對超出預警值的地質災害點，施以針對性的預警處理。

（二）預警系統功能

首先利用關系數據庫，合并矢量圖形數據管理、柵格影像數據管理，實現對數據信息的綜合管理。其次借助信息化管理，能夠實時統計分析與更新數據，自由縮小或放大處理矢量圖形，或是矢量圖形的屬性查詢。同時預警系統能夠實時查詢群測群防點的屬性或信息。災害預測點信息圖庫能夠實現信息互查，可實時查看預測點地理位置，或是查詢預測點屬性信息。最后預警系統能夠將氣象預警信息、地質災害預防信息相互疊加，并進行系統分析，利用網絡、移動智能終端進行發布。

五、總結

地質災害檢測預警技術的應用，實現了地質災害的事前有效預防、事中有效控制與事后有效處理，能夠為社會公眾、災情管理者與相關部門及時提供災害信息，從而對災害進行有計劃、有組織的預防與預警，保障人民生命財產安全。

參考文獻：

[1]王怡平，李月.地質災害監測預警系統的設計與關鍵技術研究[J].信息通信，2016（4）：190191.

[2]黃露，謝忠，羅顯剛.地質災害監測預警信息共享機制研究[J].測繪科學，2016，41（5）：5559.