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基于物联网的滑坡地质灾害预警监控系统设计

基于物联网的滑坡地质灾害预警监控系统设计

点击数:7276 次   录入时间:03-04 11:44:59   整理:http://www.55dianzi.com   安全-防盗-报警
    (4)高程
    可以利用监测区域的GIS地图,对前段监测区域的高度进行统计。根据高程对滑坡等地质灾害影响的程度和实际情况,初步将高程划分为3个等级,即500 m以下、500~1000 m、1000 m以上。
    (5)地貌起伏度
    地貌起伏度反映地表起伏变化,常指某一确定面积(监测区域)内最高点和最低点海拔高度之差。可以利用GIS等技术建立数字高程模型,提取地貌起伏度、坡度和坡向等地形参数。将监测区域地貌分为:H1平坦起伏(0~50 m)、H2小起伏(50~100 m)、H3中起伏(100~300m)、H4山地起伏(300~600 m)、H5高山起伏(600~1500 m)等。由于极高起伏地区的人类活动稀少,不在统计范围内。
    此外,要在易发断层触发带安装裂缝器以测量裂缝的情况,全面感知潜在诱发因子。由于裂缝和地质附着力等地质环境密切相关,此部分要结合实际情况而定。
3.2 多维权重组合模型
   
在组合型数据模型中,需要在一定范围内调整一阶因子权值,使其和为1。任取二级因子网格单元k,其所属的一级因子的权值为wi,针对实际测量情况,在一级因子确定的情况下,量化其二级因子,确定归于或者相近于哪一具体子集,从而确定二级权值,即确定j值。例如,在一级影响因子地质岩性的范围内,经过查阅GIS等勘测资料和实地考察等方式,确定最接近于二级子集v1、v2、v3、v4中的哪一种,从而选择合适的二级权值。对于组合了各二级因子的网格单元k,定义其不稳定分值Si=wi·,然后根据各级不稳定分值确定滑坡等地质灾害的易发性指数(LandsLide Susceptibility Index,LSI)。
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    LSI是评估监测区域的最敏感性指标,值越大,发生滑坡等地质灾害的概率越大,当其超过某具体阀值,就会提前预警。
3.3 数据分析
   
按照上述公式(1)~(4),计算各个监测点的LSI,根据地质灾害的易发性指数将检测区域划分为极轻微、轻微、中等、较严重、严重、极严重6级,并用不同颜色进行标记,然后采用等间距、均值一标准差等方法,实时(间隔固定时间,如半小时绘制一次)绘制整个监测区域的滑坡等地质灾害危险系数预警图,从而实现滑坡等地质灾害预报的精细化管理。
    在数据建模方面,采用了自调整的动态神经网络模型,利用历史数据或者实施过程中逐步获取的数据,对模型的自身结构及学习规则进行了动态优化,调整各级权重,使模型达到最优,从而使得系统具有更强的适应性和准确性。

结语
   
本文在原有模型的基础上进行改进,利用传感器网络实时感知监测区域的多种指标,运用多因素动态联合建模,采用定量分析法,对降雨型滑坡等地质灾害进行相对准确预报。系统根据每个监测点的LSI,利用相关方法绘制整个监测区域的危险系数预警图。对于超过阈值的,立即报警,有效预防和避免了地质灾害,保护人民生命财产安全。
    系统具有高集成度、高精度、全天候自动化实时监测与自动预警的能力,同时还具有监测范围大、部署灵活的特点。在指导降雨型滑坡的防灾与减灾方面具有较强的实用价值。



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