CN109387143B - 一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统，其中方法包括：设置基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置，其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：雪深仪；北斗监测站；渗压计；至少一个测斜仪；通讯模块；雪深仪获取雪层厚度变化数据，并将雪层厚度变化数据发送至通讯模块；北斗监测站获取基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将位移数据发送至通讯模块；渗压计获取地下水压力值，并将地下水压力值发送至通讯模块；测斜仪获取地层变化数据，并将地层变化数据发送至通讯模块；通讯模块将监测数据发送至数据平台；数据平台获取监测数据，根据监测数据判断雪层厚度的变化情况。

Description

一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统

技术领域

本发明涉及安全监测领域，尤其涉及一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统。

背景技术

目前监测雪层厚度变化的方式主要依赖于雪深仪的监测，主要通过反射雪层表面至雪深仪的高差来对雪层厚度进行识别。然而对于一些大型高山滑雪赛事的比赛场地(如冬奥会)，其地势往往陡峭且地质结构复杂，再加上大量的观众对赛场的冲击，会对山地地质结构产生较大的影响。而雪层厚度的实时变化会对运动员的比赛结果造成一定程度的影响。由于雪深仪的监测是相对结果，我们在监测其变化时，无法准确判定是由于地面沉降引起的雪层厚度变化，还是冰雪融化引起的雪层厚度变化，如果因为地面沉降，但雪层厚度实际上没有发生变化，一味进行人工造雪也会对比赛产生影响，而且会威胁到运动员及观众的生命安全。给监测结果带来非常大的影响。

因此，急需一种可以精准监测雪层厚度的方案。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法，包括：设置基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置，其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：北斗监测站，北斗监测站设置在北斗监测墩上，北斗监测墩设置在滑雪道处；雪深仪，雪深仪包括雪深仪立杆，雪深仪立杆固定在北斗监测墩上；渗压计，渗压计设置在滑雪道的地面深处，并竖直安装；至少一个测斜仪，每个测斜仪依次设置在滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；通讯模块，通讯模块设置在北斗监测墩上；雪深仪获取雪层厚度变化数据，并将雪层厚度变化数据发送至通讯模块；北斗监测站获取基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将位移数据发送至通讯模块；渗压计获取地下水压力值，并将地下水压力值发送至通讯模块；测斜仪获取地层变化数据，并将地层变化数据发送至通讯模块；通讯模块将监测数据发送至数据平台，其中，监测数据包括：雪层厚度变化数据、位移数据、地下水压力值以及地层变化数据；数据平台获取监测数据，根据监测数据判断雪层厚度的变化情况。

其中，数据平台根据监测数据判断雪层厚度的变化情况包括：数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化。

其中，数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据小于等于第七预设值，确定雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化包括：数据平台判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，雪层融化。

其中，方法还包括：数据平台在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；数据平台在确定地面无变化，雪层融化后，执行第二报警操作。

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：与孤石和滑雪道地面连接的裂缝计；其中，方法还包括：裂缝计获取孤石移动数据，并将孤石移动数据发送至通讯模块；监测数据还包括：孤石移动数据；数据平台判断出孤石移动数据异常，执行第三报警操作。

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计；其中，方法还包括：雨量计获取雨量数据，并将雨量数据发送至通讯模块；监测数据还包括：雨量数据。

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计和温度计；其中，方法还包括：风速风向计获取风速风向数据，并将风速风向数据发送至通讯模块；温度计获取温度数据，并将温度数据发送至通讯模块；监测数据还包括：风速风向数据和温度数据。

本发明另一方面提供了一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统，包括：数据平台和基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置；其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：北斗监测站，北斗监测站设置在北斗监测墩上，北斗监测墩设置在滑雪道处；雪深仪，雪深仪包括雪深仪立杆，雪深仪立杆固定在北斗监测墩上；渗压计，渗压计设置在滑雪道的地面深处，并竖直安装；至少一个测斜仪，每个测斜仪依次设置在滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；通讯模块，通讯模块设置在北斗监测墩上；雪深仪，用于获取雪层厚度变化数据，并将雪层厚度变化数据发送至通讯模块；北斗监测站，用于获取基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将位移数据发送至通讯模块；渗压计，用于获取地下水压力值，并将地下水压力值发送至通讯模块；测斜仪，用于获取地层变化数据，并将地层变化数据发送至通讯模块；通讯模块，用于将监测数据发送至数据平台，其中，监测数据包括：雪层厚度变化数据、位移数据、地下水压力值以及地层变化数据；数据平台，用于获取监测数据，根据监测数据判断雪层厚度的变化情况。

其中，数据平台通过如下方式根据监测数据判断雪层厚度的变化情况：数据平台，还用于判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化；数据平台，还用于判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台，还用于判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台，还用于判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化。

其中，数据平台通过如下方式判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化：数据平台，具体用于判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据小于等于第七预设值，确定雪层厚度无变化；数据平台通过如下方式判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化：数据平台，具体用于判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台通过如下方式判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化：数据平台，具体用于判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台通过如下方式判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化：数据平台，具体用于判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，雪层融化。

其中，数据平台，还用于在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；数据平台，还用于在确定地面无变化，雪层融化后，执行第二报警操作。

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：与孤石和滑雪道地面连接的裂缝计；其中，裂缝计，用于获取孤石移动数据，并将孤石移动数据发送至通讯模块；监测数据还包括：孤石移动数据；数据平台，还用于判断出孤石移动数据异常，执行第三报警操作。

其中，其特征在于，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计；雨量计，用于获取雨量数据，并将雨量数据发送至通讯模块；监测数据还包括：雨量数据。

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计和温度计；风速风向计，用于获取风速风向数据，并将风速风向数据发送至通讯模块；温度计，用于获取温度数据，并将温度数据发送至通讯模块；监测数据还包括：风速风向数据和温度数据。

由此可见，通过本发明提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法及系统，可以主要监测地面位移变化和雪层厚度变化，通过雪深仪、北斗监测站以及渗压计、测斜仪等设备结合，对地表及地面深处的位移变化进行毫米级的监测，从而与现有技术比较能够更加精准地进行雪层厚度变化的监测。

进一步，可以根据监测值得变化结果进行实时预警等服务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的安装示意图；

图3为本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法，包括：

S1，设置基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置，具体可以参见图2，其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：

北斗监测站，北斗监测站设置在北斗监测墩上，北斗监测墩设置在滑雪道处；

雪深仪，雪深仪包括雪深仪立杆，雪深仪立杆固定在北斗监测墩上；

渗压计，渗压计设置在滑雪道的地面深处，并竖直安装；

至少一个测斜仪，每个测斜仪依次设置在滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；

通讯模块，通讯模块设置在北斗监测墩上。

具体地，可以将北斗监测站的北斗监测墩与雪深仪立杆进行刚体连接，形成一体，北斗监测站结合其他传感器监测的是地面的位移变化，雪深仪监测的是雪层的厚度变化，二者充分结合，即可准确判定出究竟是由于地面沉降还是冰雪融化引起的雪层厚度变化，为比赛的顺利进行、运动员的高水平发挥以及现场人员的人身安全等提供重要的保障依据。

其中，北斗监测站可以包括但不限于国产、进口双星、三星、四星多频的卫星导航定位监测设备；渗压计可以包括但不限于国产、进口的振弦、光纤光栅产品；测斜仪可以为固定式测斜仪，可以包括但不限于国产、进口的振弦、光纤光栅产品。雪深仪可以包括但不限于国产、进口的产品。

其中，北斗监测站采用北斗高精度位移形变安全监测技术，该技术用于位移及沉降形变安全通常用到的是北斗相对定位原理。相对定位是用两台(或多台)接收机分别安置在一条 (或多条)基线的两端，同步观测相同的北斗卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。在相对定位时，通过对观测量求差，可以消除卫星钟差、接收机钟差，削弱电离层和对流层折射的影响，消去整周模糊度参数等，使基线精度提高。

雪深仪雪层厚度识别方法主要是通过雪深仪照射雪层，通过雪层反射光线与雪深仪之间的相对距离变化来监测雪层厚度的变化。具体设置时，雪深仪的立杆可以与北斗监测墩刚性连接，雪深仪竖直照射。即雪深仪照射角度竖直地面，而非垂直于滑雪道。值得说明的是，滑雪道与水平地面具有角度。

本发明还采用多传感器辅助形变安全监测，主要是通过布设在地表深处的渗压计监测地下水压力值来判定地下深处土层的变化、通过布设在地下深处的固定式测斜仪(一般每8米布设一个)通过专用套管分段布设，来监测地下每一个深度范围的地层变化，再辅以裂缝计、雨量计、风速风向计、温度计等传感器，通过外界环境的变化监测，进行地下及地表形变的综合判定。具体设置时，渗压计，可以竖直打孔与安，例如安装深度包括但不限于地下5-100 米，安装范围包括但不限于北斗监测站周围100平方米。测斜仪(固定式测斜仪)，可以竖直打孔与安装，例如可以采用分段式安装，安装深度包括但不限于地下10-100米，每两台固定式测斜仪间距包括但不限于5-15米，安装范围包括但不限于北斗监测站周围100平方米。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还可以包括：与孤石和滑雪道地面连接的裂缝计。其中，孤石的监测范围包括但不限于北斗监测站方圆100平方米。由此可以通过裂缝计对北斗结合雪深仪监测点周围的埋于地面深度较浅的孤石(石块)进行选择性监测。优选的，裂缝计与孤石的安装角度为45°，与滑雪道地面的安装角度为45°。当然，本发明并不局限于该角度，只要根据实际情况进行合理设置均应属于本发明的保护范围。裂缝计主要负责对北斗结合雪深仪监测点周围的埋于地面深度较浅的孤石(石块)进行选择性监测(此步骤可针对监测点周围孤石的情况选择性布设，如周围没有孤石，可不布设)，如因周围孤石发生滑落对雪层厚度产生影响，则裂缝计可在孤石滑落瞬间产生报警，对运动员以及游客的人身安全也是一种保护手段。裂缝计可以包括但不限于国产、进口的产品。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计。雨量计主要负责对雪场夏季时候降雨量的监测，雨量的大小、密度、强度会对地表土层以及地下水位产生较大影响，会引起地表土层松软而产生滑坡、泥石流等地质灾害(多数地质灾害皆因降雨引起)，同时对监测点位产生影响。利用雨量计对雨季降雨量的实时监测，可对北斗结合雪深仪的监测点在雨季的变化情况进行辅助掌握，确保冬季监测的准确性。雨量计可以包括但不限于国产、进口的产品。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计和温度计。风速风向计和温度计作为对外界气候的辅助监测传感器，可通过风速风向和温度变化，实时掌握雪层被扬尘或融化等情况而产生的厚度变化，是一种辅助监测手段。风速风向计可以包括但不限于国产、进口的产品；温度传感器可以包括但不限于国产、进口的产品。

其中，温度计、风速风向计以及雨量计安装范围包括但不限于北斗监测站方圆1平方千米。

作为本发明的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还可以包括：避雷针，避雷针可以设置在安装雪深仪和北斗监测站的底座上。避雷针的品牌不限于国产和进口，限流容量包括但不限于300KA。

S2，雪深仪获取雪层厚度变化数据，并将雪层厚度变化数据发送至通讯模块；

S3，北斗监测站获取基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将位移数据发送至通讯模块；

S4，渗压计获取地下水压力值，并将地下水压力值发送至通讯模块；

S5，测斜仪获取地层变化数据，并将地层变化数据发送至通讯模块；

S6，通讯模块将监测数据发送至数据平台，其中，监测数据包括：雪层厚度变化数据、位移数据、地下水压力值以及地层变化数据。

值得说明的是，上述步骤S2-S5并不局限于上述顺序，可以为任意顺序或者同时进行，本发明并不对上述步骤的执行顺序做出限定。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，裂缝计获取孤石移动数据，并将孤石移动数据发送至通讯模块；监测数据还包括：孤石移动数据。由此可以对埋于地面深度较浅的孤石(石块)进行选择性监测，如因周围孤石发生滑落对雪层厚度产生影响，则裂缝计可在孤石滑落瞬间产生报警，对运动员以及游客的人身安全也是一种保护手段。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，雨量计获取雨量数据，并将雨量数据发送至通讯模块；监测数据还包括：雨量数据。利用雨量计对雨季降雨量的实时监测，可对北斗结合雪深仪的监测点在雨季的变化情况进行辅助掌握，确保冬季监测的准确性。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，风速风向计获取风速风向数据，并将风速风向数据发送至通讯模块；温度计获取温度数据，并将温度数据发送至通讯模块；监测数据还包括：风速风向数据和温度数据。可通过风速风向和温度变化，实时掌握雪层被扬尘或融化等情况而产生的厚度变化，是一种辅助监测手段。

具体地，北斗监测站传输地面监测数据(位移数据)，数据格式包括但不限于国际标准 RINEX数据、RTCM数据等。渗压计、固定式测斜仪、裂缝计、雨量计、风速风向计、雪深仪、温度传感器等传感器可以传输RS485、RS232数据(但本发明并不限于该数据格式)。

通讯模块的数据通讯方式可以包括但不限于：地面网络(2G/3G/4G/5G)、网线、LORA、 NB-IOT、无线网桥、北斗短报文等；数据可直接网络传输，也可通过专用网关(数据统一收集与转发设备)进行传输；设备供电方式为电池供电、太阳能供电、220V供电(交流转直流)、 380V工业用电(交流转直流)等(包括但不限于上述方式)。

S7，数据平台获取监测数据，根据监测数据判断雪层厚度的变化情况。

由此可见，通过本发明提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法，可以主要监测地面位移变化和雪层厚度变化，通过雪深仪、北斗监测站以及渗压计、测斜仪等设备结合，对地表及地面深处的位移变化进行毫米级的监测，从而与现有技术比较能够更加精准地进行雪层厚度变化的监测。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，数据平台根据监测数据判断雪层厚度的变化情况包括：数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化。由此，利用北斗监测站获得的位移数据和雪深仪获得的雪层厚度变化数据结合地下水压力值和地层变化数据即可以综合判定雪层厚度的变化情况。

优选的，数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据小于等于第七预设值，确定雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化包括：数据平台判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化包括：数据平台判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，雪层融化。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法还包括：数据平台在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；数据平台在确定地面无变化，雪层融化后，执行第二报警操作。由此可以根据判断结果地面沉降还是雪层融化的情况下，进行报警，以警示用户可以实时获知雪层融化的情况，同时可以通过不同种类的报警来提示不同的风险。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法还包括：数据平台判断出孤石移动数据异常，执行第三报警操作。由此可以对埋于地面深度较浅的孤石(石块)进行选择性监测，如因周围孤石发生滑落对雪层厚度产生影响，则裂缝计可在孤石滑落瞬间产生报警，对运动员以及游客的人身安全也是一种保护手段。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还可以包括避雷针，用以保护基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置。

作为本发明实施例的一个具体实现方式，表1示出了一种具体的判断方式，但本发明并不局限于此。

表1

由此可见，通过本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法，通过北斗监测站数据变化、各个传感器数据变化以及雪深仪数据变化来判断是因何种原因引起的雪层厚度发生变化，为滑雪场地的安全提供重要的数据支撑。当北斗监测站数值发生变化，雪深仪数值发生与北斗监测数据相近的变化而渗压计、固定式测斜仪等传感器数值并未发生异常，说明是地面沉降引起的雪深仪数值变化，雪层厚度本身无变化；当北斗监测数值未发生变化且各传感器数值均正常，雪深仪数值发生异常，则雪层厚度发生变化；当北斗监测数值、各传感器及雪深仪数值均异常且数值发生变化相近似，则判断是由于地下土层沉降引起的雪层厚度异常，属于地质灾害预警；当北斗监测数值、各传感器数值及雪深仪数值均异常，且雪深仪数值变化明显较大，其它传感器及北斗监测站数值变化较小，则是地面与雪层均发生变化。

图3示出了本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统的结构示意图，该基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统应用于上述方法，以下仅对基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统的结构进行简单说明，其他未尽事宜，请参照上述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法中的相关描述，参见图3，本发明实施例提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统，包括：

数据平台10和基于北斗及多传感器20的雪层厚度安全监测装置；

其中，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置20包括：

北斗监测站201，北斗监测站201设置在北斗监测墩上，北斗监测墩设置在滑雪道处；

雪深仪202，雪深仪202包括雪深仪立杆，雪深仪立杆固定在北斗监测墩上；

渗压计203，渗压计203设置在滑雪道的地面深处，并竖直安装；

至少一个测斜仪204，每个测斜仪204依次设置在滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；

通讯模块205，通讯模块设置在北斗监测墩上；

雪深仪201，用于获取雪层厚度变化数据，并将雪层厚度变化数据发送至通讯模块205；

北斗监测站202，用于获取基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将位移数据发送至通讯模块205；

渗压计203，用于获取地下水压力值，并将地下水压力值发送至通讯模块205；

测斜仪204，用于获取地层变化数据，并将地层变化数据发送至通讯模块205；

通讯模块205，用于将监测数据发送至数据平台10，其中，监测数据包括：雪层厚度变化数据、位移数据、地下水压力值以及地层变化数据；

数据平台10，用于获取监测数据，根据监测数据判断雪层厚度的变化情况。

由此可见，通过本发明提供的基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统，可以主要监测地面位移变化和雪层厚度变化，通过雪深仪、北斗监测站以及渗压计、测斜仪等设备结合，对地表及地面深处的位移变化进行毫米级的监测，从而与现有技术比较能够更加精准地进行雪层厚度变化的监测。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，数据平台10通过如下方式根据监测数据判断雪层厚度的变化情况：数据平台10，还用于判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化；数据平台10，还用于判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台10，还用于判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台 10，还用于判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化。由此，利用北斗监测站获得的位移数据和雪深仪获得的雪层厚度变化数据结合地下水压力值和地层变化数据即可以综合判定雪层厚度的变化情况。

优选的，数据平台10通过如下方式判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据无异常，确定雪层厚度无变化：数据平台10，具体用于判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据小于等于第七预设值，确定雪层厚度无变化；数据平台10 通过如下方式判断出位移数据异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化：数据平台10，具体用于判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台10通过如下方式判断出位移数据异常，地下水压力值异常，地层变化数据异常，且雪层变化数据异常，确定地面沉降，雪层厚度无变化：数据平台10，具体用于判断出位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，雪层厚度无变化；数据平台10通过如下方式判断出位移数据无异常，地下水压力值无异常，地层变化数据无异常，且雪层变化数据异常，确定地面无变化，雪层融化：数据平台10，具体用于判断出位移数据小于等于第一预设值，地下水压力值小于等于第三预设值，地层变化数据小于等于第五预设值，且雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，雪层融化。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，数据平台10，还用于在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；数据平台10，还用于在确定地面无变化，雪层融化后，执行第二报警操作。由此可以根据判断结果地面沉降还是雪层融化的情况下，进行报警，以警示用户可以实时获知雪层融化的情况，同时可以通过不同种类的报警来提示不同的风险。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：与孤石和滑雪道地面连接的裂缝计206；其中，裂缝计206，用于获取孤石移动数据，并将孤石移动数据发送至通讯模块205；监测数据还包括：孤石移动数据；数据平台，还用于判断出孤石移动数据异常，执行第三报警操作。由此可以对埋于地面深度较浅的孤石(石块)进行选择性监测，如因周围孤石发生滑落对雪层厚度产生影响，则裂缝计可在孤石滑落瞬间产生报警，对运动员以及游客的人身安全也是一种保护手段。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计207；雨量计207，用于获取雨量数据，并将雨量数据发送至通讯模块205；监测数据还包括：雨量数据。利用雨量计对雨季降雨量的实时监测，可对北斗结合雪深仪的监测点在雨季的变化情况进行辅助掌握，确保冬季监测的准确性。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计208和温度计209；风速风向计208，用于获取风速风向数据，并将风速风向数据发送至通讯模块205；温度计209，用于获取温度数据，并将温度数据发送至通讯模块205；监测数据还包括：风速风向数据和温度数据。可通过风速风向和温度变化，实时掌握雪层被扬尘或融化等情况而产生的厚度变化，是一种辅助监测手段。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置 20还可以包括避雷针，用以保护基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置20。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测方法，其特征在于，包括：

设置基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置，其中，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：

北斗监测站，所述北斗监测站设置在北斗监测墩上，所述北斗监测墩设置在滑雪道处；

雪深仪，所述雪深仪包括雪深仪立杆，所述雪深仪立杆固定在所述北斗监测墩上；

渗压计，所述渗压计设置在所述滑雪道的地面深处，并竖直安装；

至少两个测斜仪，每个所述测斜仪依次设置在所述滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；

通讯模块，所述通讯模块设置在所述北斗监测墩上；

所述雪深仪获取雪层厚度变化数据，并将所述雪层厚度变化数据发送至通讯模块；

所述北斗监测站获取所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将所述位移数据发送至所述通讯模块；

所述渗压计获取地下水压力值，并将所述地下水压力值发送至所述通讯模块；

所述测斜仪获取地层变化数据，并将所述地层变化数据发送至所述通讯模块；

所述通讯模块将监测数据发送至数据平台，其中，所述监测数据包括：所述雪层厚度变化数据、所述位移数据、所述地下水压力值以及所述地层变化数据；

所述数据平台获取所述监测数据，根据所述监测数据判断所述雪层厚度的变化情况；

其中：所述数据平台根据所述监测数据判断所述雪层厚度的变化情况包括：

所述数据平台判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据无异常，确定所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值异常，所述地层变化数据异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面无变化，所述雪层融化；

所述数据平台判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据无异常，确定所述雪层厚度无变化包括：

所述数据平台判断出所述位移数据小于等于第一预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据小于等于第七预设值，确定所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化包括：

所述数据平台判断出所述位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值异常，所述地层变化数据异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化包括：

所述数据平台判断出所述位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，所述地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，所述地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面无变化，所述雪层融化包括：

所述数据平台判断出所述位移数据小于等于第一预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，所述雪层融化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述数据平台在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；

所述数据平台在确定地面无变化，所述雪层融化后，执行第二报警操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：与孤石和所述滑雪道地面连接的裂缝计；

其中，所述方法还包括：所述裂缝计获取孤石移动数据，并将所述孤石移动数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：孤石移动数据；

所述数据平台判断出所述孤石移动数据异常，执行第三报警操作。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计；

其中，所述方法还包括：所述雨量计获取雨量数据，并将所述雨量数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：所述雨量数据。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计和温度计；

其中，所述方法还包括：所述风速风向计获取风速风向数据，并将所述风速风向数据发送至所述通讯模块；所述温度计获取温度数据，并将所述温度数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：所述风速风向数据和所述温度数据。

6.一种基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测系统，其特征在于，包括：

数据平台和基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置；

其中，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置包括：

北斗监测站，所述北斗监测站设置在北斗监测墩上，所述北斗监测墩设置在滑雪道处；

雪深仪，所述雪深仪包括雪深仪立杆，所述雪深仪立杆固定在所述北斗监测墩上；

渗压计，所述渗压计设置在所述滑雪道的地面深处，并竖直安装；

至少两个测斜仪，每个所述测斜仪依次设置在所述滑雪道的地层的不同深度处，并竖直安装；

通讯模块，所述通讯模块设置在所述北斗监测墩上；

所述雪深仪，用于获取雪层厚度变化数据，并将所述雪层厚度变化数据发送至通讯模块；

所述北斗监测站，用于获取所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置的位移数据，并将所述位移数据发送至所述通讯模块；

所述渗压计，用于获取地下水压力值，并将所述地下水压力值发送至所述通讯模块；

所述测斜仪，用于获取地层变化数据，并将所述地层变化数据发送至所述通讯模块；

所述通讯模块，用于将监测数据发送至数据平台，其中，所述监测数据包括：所述雪层厚度变化数据、所述位移数据、所述地下水压力值以及所述地层变化数据；

所述数据平台，用于获取所述监测数据，根据所述监测数据判断所述雪层厚度的变化情况；

其中：所述数据平台通过如下方式根据所述监测数据判断所述雪层厚度的变化情况：

所述数据平台，还用于判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据无异常，确定所述雪层厚度无变化；

所述数据平台，还用于判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台，还用于判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值异常，所述地层变化数据异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台，还用于判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面无变化，所述雪层融化；

所述数据平台通过如下方式判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据无异常，确定所述雪层厚度无变化：

所述数据平台，具体用于判断出所述位移数据小于等于第一预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据小于等于第七预设值，确定所述雪层厚度无变化；

所述数据平台通过如下方式判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化：

所述数据平台，具体用于判断出所述位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第八预设值，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台通过如下方式判断出所述位移数据异常，所述地下水压力值异常，所述地层变化数据异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化：

所述数据平台，具体用于判断出所述位移数据大于第一预设值小于等于第二预设值，所述地下水压力值大于第三预设值小于等于第四预设值，所述地层变化数据大于第五预设值小于等于第六预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面沉降，所述雪层厚度无变化；

所述数据平台通过如下方式判断出所述位移数据无异常，所述地下水压力值无异常，所述地层变化数据无异常，且所述雪层变化数据异常，确定地面无变化，所述雪层融化：

所述数据平台，具体用于判断出所述位移数据小于等于第一预设值，所述地下水压力值小于等于第三预设值，所述地层变化数据小于等于第五预设值，且所述雪层变化数据大于第七预设值小于等于第九预设值，确定地面无变化，所述雪层融化。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述数据平台，还用于在确定地面沉降，雪层无变化后，执行第一报警操作；

所述数据平台，还用于在确定地面无变化，所述雪层融化后，执行第二报警操作。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：与孤石和所述滑雪道地面连接的裂缝计；

其中，所述裂缝计，用于获取孤石移动数据，并将所述孤石移动数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：孤石移动数据；

所述数据平台，还用于判断出所述孤石移动数据异常，执行第三报警操作。

9.根据权利要求6至8任一项所述的系统，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：雨量计；

所述雨量计，用于获取雨量数据，并将所述雨量数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：所述雨量数据。

10.根据权利要求6至8任一项所述的系统，其特征在于，所述基于北斗及多传感器的雪层厚度安全监测装置还包括：风速风向计和温度计；

所述风速风向计，用于获取风速风向数据，并将所述风速风向数据发送至所述通讯模块；所述温度计，用于获取温度数据，并将所述温度数据发送至所述通讯模块；所述监测数据还包括：所述风速风向数据和所述温度数据。