CN106960263A - 一种地质灾害监测预警的方法和装置 - Google Patents

一种地质灾害监测预警的方法和装置 Download PDF

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何青峰
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Abstract

本发明公开了一种地质灾害监测预警的方法和装置，涉及地质灾害预警技术领域。首先对待预警区域进行划分，然后根据历史灾害数据确定孕灾因子，接着从每个孕灾因子的出现次数以及灾害发生区域的人口密度等因素计算得到每个孕灾因子的综合评价，最后根据每个孕灾因子的综合评价、累计降雨量和未来降雨量确定预警区域的灾害预警等级，将预警区域的地形地貌数据、历史灾害数据和人口密度等因素考虑进去，得到的预警结果更加准确可信。

Description

一种地质灾害监测预警的方法和装置
技术领域
本发明涉及地质灾害预警技术领域，特别涉及一种地质灾害监测预警的方法和装置。
背景技术
地质灾害监测是提升主动应对地质灾害能力的重要手段，通过利用各种监测传感器对地质灾害的变形量等控制性因素进行监测，常见的有人工监测、半自动监测及全自动化监测等方式。通过对监测数据的处理与分析，最后给出地质灾害当前的稳定性状况。地质灾害监测预警是一个复杂的系统工程，涉及知识面广泛，不仅要进行地质灾害现场调查、机理分析，还需要了解传感器技术、网络传输技术等。
目前建立的地质灾害监测预警方法，在监测仪器数据采集、处理与分析上，针对监测数据的分析智能化程度不足，预警准确度不高，经常发生误报、漏报等情况。
发明内容
本发明实施例提供了一种地质灾害监测预警的方法和装置，用以解决现有技术中存在的问题。
一种地质灾害监测预警的方法，该方法包括：
根据地形地貌数据库中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；
根据历史灾害数据库中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子的区域，区域的总数量为Q，然后计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi，i＝1,2,…,N，占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，将该比例Qi/Q作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，根据发生地质灾害的区域具有的所述孕灾因子的自然评价R1i将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子；统计每个区域的人口密度Pj，j＝1,2,…，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，确定该比例Pj/P与对应区域的主孕灾因子的对应关系，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，将该平均值作为每个主孕灾因子的社会评价R2i；
根据预先设定的自然评价和社会评价的权重以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
根据预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级；
根据雨量计采集得到的前x天的累计降雨量以及气象预报平台作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级。
优选地，选择的孕灾因子为5个，分别为地形、地貌、地层岩性、地质构造和水系流域。
优选地，在确定所述主孕灾因子时，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同自然评价的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子。
优选地，所述方法还包括：
持续监测，如果某个预警区域发生地质灾害，则将该预警区域的数据添加到所述历史灾害数据库中，重新进行计算。
本发明还提供了一种地质灾害监测预警的装置，包括：
区域划分模块，用于根据地形地貌数据库中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；
孕灾因子确定模块，用于根据历史灾害数据库中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
评价计算模块，用于根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子的区域，区域的总数量为Q，然后计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi，i＝1,2,…,N，占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，将该比例Qi/Q作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
所述评价计算模块还根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，根据发生地质灾害的区域具有的所述孕灾因子的自然评价R1i将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子；统计每个区域的人口密度Pj，j＝1,2,…，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，确定该比例Pj/P与对应区域的主孕灾因子的对应关系，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，将该平均值作为每个主孕灾因子的社会评价R2i；
所述评价计算模块还根据预先设定的自然评价和社会评价的权重以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
等级划分模块，用于根据预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级；
预警等级计算模块，用于根据雨量计采集得到的前x天的累计降雨量以及气象预报平台作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
所述预警等级计算模块还根据根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级。
优选地，所述孕灾因子确定模块选择的孕灾因子为5个，分别为地形、地貌、地层岩性、地质构造和水系流域。
优选地，所述评价计算模块在确定所述主孕灾因子时，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同自然评价的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子。
本发明实施例中一种地质灾害监测预警的方法和装置，首先对待预警区域进行划分，然后根据历史灾害数据确定孕灾因子，接着从每个孕灾因子的出现次数以及灾害发生区域的人口密度等因素计算得到每个孕灾因子的综合评价，最后根据每个孕灾因子的综合评价、累计降雨量和未来降雨量确定预警区域的灾害预警等级，将预警区域的地形地貌数据、历史灾害数据和人口密度等因素考虑进去，得到的预警结果更加准确可信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种地质灾害监测预警的方法的流程图；
图2为应用图1中地质灾害监测预警方法的装置的功能模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明实施例提供了一种地质灾害监测预警的方法，该方法包括：
步骤100，根据地形地貌数据库中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；在本实施例中一个待预警区域可以为一个省、市或县区等；
步骤110，根据历史灾害数据库中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
在本实施例中，选择的孕灾因子为5个，分别为地形、地貌、地层岩性、地质构造和水系流域；当然为了确保预警结果的准确性，可以选择更多的孕灾因子，付出的代价为计算量加大；
步骤120，根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子的区域，区域的总数量为Q，然后计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi(i＝1,2,…,N)占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
步骤130，根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，由于每个发生地质灾害的区域最多只有全部的所述孕灾因子，最少只有其中一个孕灾因子，则根据发生地质灾害的区域具有的所述孕灾因子的自然评价R1i将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同自然评价的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子；
统计每个区域的人口密度Pj(j＝1,2,…)，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，确定该比例Pj/P与对应区域的主孕灾因子的对应关系，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，作为主孕灾因子的社会评价R2i；
步骤140，根据预先设定的自然评价和社会评价的权重，例如自然评价占40％，社会评价占60％，以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
步骤150，根据步骤100中获得的预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级，例如一个预警区域的易发评价小于1.5，则确定该预警区域为低易发区，如果易发评价介于1.5和2.2之间，则确定该预警区域为较低易发区等等。
步骤160，根据雨量计采集得到的前x天的累计降雨量，例如两天或5天，以及气象预报平台作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
步骤170，根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级，例如一个所述预警区域的易发等级为中易发区，降雨危险等级为中度危险，则确定该预警区域的预警等级为中级。
步骤180，持续监测，如果某个预警区域发生地质灾害，则将该预警区域的数据添加到所述历史灾害数据库中，从步骤100开始重新进行计算。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种地质灾害监测预警的装置，如图2所示，该装置的实施可以参照上述方法的实施，重复之处不再赘述：
区域划分模块200，用于根据地形地貌数据库300中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；
孕灾因子确定模块210，用于根据历史灾害数据库310中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库300中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
评价计算模块220，用于根据所述历史灾害数据库310中存储的历史灾害数据，计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
所述评价计算模块220还根据所述历史灾害数据库310中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子；
所述评价计算模块220还统计每个区域的人口密度Pj，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，作为每个主孕灾因子的社会评价R2i；
所述评价计算模块220还根据预先设定的自然评价和社会评价的权重，以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
等级划分模块230，用于根据所述区域划分模块200获得的预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级；
预警等级计算模块240，用于根据雨量计320采集得到的前x天的累计降雨量以及气象预报平台330作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
所述预警等级计算模块240还根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种地质灾害监测预警的方法，其特征在于，该方法包括：
根据地形地貌数据库中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；
根据历史灾害数据库中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子的区域，区域的总数量为Q，然后计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi，i＝1,2,…,N，占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，将该比例Qi/Q作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，根据发生地质灾害的区域具有的所述孕灾因子的自然评价R1i将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子；统计每个区域的人口密度Pj，j＝1,2,…，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，确定该比例Pj/P与对应区域的主孕灾因子的对应关系，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，将该平均值作为每个主孕灾因子的社会评价R2i；
根据预先设定的自然评价和社会评价的权重以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
根据预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级；
根据雨量计采集得到的前x天的累计降雨量以及气象预报平台作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择的孕灾因子为5个，分别为地形、地貌、地层岩性、地质构造和水系流域。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述主孕灾因子时，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同自然评价的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
持续监测，如果某个预警区域发生地质灾害，则将该预警区域的数据添加到所述历史灾害数据库中，重新进行计算。
5.一种地质灾害监测预警的装置，其特征在于，包括：
区域划分模块，用于根据地形地貌数据库中存储的待预警区域的地形地貌数据，将所述待预警区域中具有相同地形地貌特征的区域划分为同一个预警区域，获得多个预警区域；
孕灾因子确定模块，用于根据历史灾害数据库中存储的所述待预警区域的历史灾害数据，结合所述地形地貌数据库中存储的地形地貌数据，统计发生地质灾害的区域的诱发地形地貌特征以及每个诱发地形地貌特征出现的次数，将所述诱发地形地貌特征按照次数从大到小排序后，选择前N个作为孕灾因子；
评价计算模块，用于根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子的区域，区域的总数量为Q，然后计算每个所述孕灾因子出现的次数Qi，i＝1,2,…,N，占存在所述孕灾因子的区域的数量Q的比例Qi/Q，将该比例Qi/Q作为相应孕灾因子的自然评价R1i；
所述评价计算模块还根据所述历史灾害数据库中存储的历史灾害数据，统计发生地质灾害的区域中存在所述孕灾因子，根据发生地质灾害的区域具有的所述孕灾因子的自然评价R1i将自然评价R1i最大的孕灾因子作为对应区域的主孕灾因子；统计每个区域的人口密度Pj，j＝1,2,…，然后计算每个区域人口密度Pj占预先设定的人口密度上限P的比例Pj/P，确定该比例Pj/P与对应区域的主孕灾因子的对应关系，计算具有相同主孕灾因子的区域的比例Pj/P的平均值，将该平均值作为每个主孕灾因子的社会评价R2i；
所述评价计算模块还根据预先设定的自然评价和社会评价的权重以及每个所述孕灾因子的自然评价R1i和社会评价R2i，计算每个所述孕灾因子的综合评价；
等级划分模块，用于根据预警区域中的地形地貌特征，统计每个所述预警区域中存在的所述孕灾因子，每个所述孕灾因子的综合评价之和即为相应预警区域的易发评价，根据预先设定的划定标准，将每个所述预警区域划分一个易发等级；
预警等级计算模块，用于根据雨量计采集得到的前x天的累计降雨量以及气象预报平台作出的未来24小时的降雨量确定每个所述预警区域的降雨危险等级；
所述预警等级计算模块还根据根据每个所述预警区域的易发等级和降雨危险等级，参照预先设定的危险性计算标准计算每个所述预警区域的预警等级。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述孕灾因子确定模块选择的孕灾因子为5个，分别为地形、地貌、地层岩性、地质构造和水系流域。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述评价计算模块在确定所述主孕灾因子时，如果多个孕灾因子的自然评价相同，则在相同自然评价的孕灾因子中随机选择一个作为主孕灾因子。
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