CN109523743A - 一种滑坡综合监测预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滑坡监测领域，尤其涉及一种滑坡综合监测预警装置。包括竖直插设在地面的监测塔、设置在所述监测塔一侧的温度传感器以及图像传感器，所述温度传感器与图像传感器均插设与地面，所述温度传感器插设端设置有土壤湿度计，所述监测塔一侧设置有自动雨量计，所述自动雨量计、土壤湿度计、温度传感器以及图像传感器均与设置在监测塔上的环境数据处理箱连接，所述监测塔顶设置有GPS天线，所述监测塔底部设置有供电用的蓄电池。该装置设于道路两旁及村庄附近，报警装置采用LED灯‑蜂鸣联合报警器，设有图像传感器，防止人员非法闯入，可实现无人值守自动预警。

Description

一种滑坡综合监测预警装置

技术领域

本发明涉及滑坡监测领域，尤其涉及一种滑坡综合监测预警装置。

背景技术

我国滑坡灾害具有频发、分布广泛和突发性强的特点。地灾监测部门对高危滑坡进行了不同程度的监测，取得了许多宝贵的监测资料，由于山体滑坡监测区域位于地理条件复杂的偏远地区，使得线路架设困难、电源供给受限，使得传统的方式自动化程度不高，设备成本高，监测精度差，实时动态性差，监测数据单一；利用目前发展快速的计算机软硬件、无线网络、现代通讯和GPS实时定位技术，能够实现滑坡自动化、高效灵敏和远程的监测，因此可建立一种滑坡综合监测预警装置及监测方法，对滑坡易发区全天候监测，对防止重大突发滑坡事故，具有重要意义。

在西南地区，光照时间较短，现有的GPS监测设备经常出现电量供给不足的情况，电量信息不能及时反馈且电源供给受限，大大增加滑坡灾害发生的风险。

公告号为CN 206818167 U，公告日为2017.12.09的发明专利《一种滑坡检测装置》，采用多个位移传感器固定在固定桩上，MCU将位移传感器的信息发送给主控设备，通过主控设备进行预警；然而此种装置监测数据单一，最下部位移传感器信号易受干扰；公告号为CN 203644177 U，公告日为2014.6.11的发明专利《一种新型简易滑坡监测装置》，将液体倾斜式开关作为报警装置，该装置中导电液存在挥发的问题，需要及时补充，设有多种传感器，供电方式采用单一固定式太阳能光伏板，易受不同地区光照时间长短影响；

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种滑坡综合监测预警装置。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种滑坡综合监测预警装置，包括竖直插设在地面的监测塔、设置在所述监测塔一侧的温度传感器以及图像传感器，所述温度传感器与图像传感器均插设与地面，所述温度传感器插设端设置有土壤湿度计，所述监测塔一侧设置有自动雨量计，所述自动雨量计、土壤湿度计、温度传感器以及图像传感器均与设置在监测塔上的环境数据处理箱连接，所述监测塔顶设置有GPS天线，所述监测塔底部设置有供电用的蓄电池。

所述监测塔上设置有环境数据处理箱，所述环境数据处理箱上设置有电量传感器6。

所述监测塔下端的泥土内设置有混凝土桩，所述混凝土桩上端伸出地面，所述监测塔设置在混凝土桩上。

所述温度传感器通过铁棒与土壤湿度计从上至下依次相连，置于距混凝土桩侧面0.5m处。

所述监测塔上侧设置有太阳能发电板，所述太阳能发电板设于一隔板上，且可进行旋转；所述太阳能发电板与蓄电池连接。

所述监测塔顶部设有避雷针，且装置外安装2m高护栏。

所述图像传感器固定在铁棒上，所述铁棒插入地面，所述铁棒顶端设置有LED灯和蜂鸣联合警报装置。

本发明的有益效果在于：

1.装置设有电量传感器6，可及时反馈电量信息给服务器平台，提高监测效率；

2.太阳能光伏板3可进行旋转，提高采光效率及能量利用效率；

3.多种传感器可监测多种数据，解决现有一些设备监测数据单一的问题；

4.该装置设于道路两旁及村庄附近，报警装置采用LED灯-蜂鸣联合报警器7，设有图像传感器8，防止人员非法闯入，可实现无人值守自动预警；

5.该装置安装避雷设施1，且附近布置防护栏，可防止设备损坏；

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明的防护栅栏图；

图3为本发明的系统示意图；

图4为本发明的监测布置图。

1-避雷针，2-GPS天线，3-太阳能发电板，4-自动雨量计，5-环境数据处理箱，6-电量传感器，7-LED灯和蜂鸣联合警报装置，8-图像传感器，9-土壤湿度计，10-温度传感器，11-蓄电池，12-混凝土桩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-4。

本发明公开了一种滑坡综合监测预警装置，包括竖直插设在地面的监测塔、设置在所述监测塔一侧的温度传感器10以及图像传感器8，所述温度传感器10与图像传感器8均插设与地面，所述温度传感器10插设端设置有土壤湿度计9，所述监测塔一侧设置有自动雨量计4，所述自动雨量计4、土壤湿度计9、温度传感器10以及图像传感器8均与设置在监测塔上的环境数据处理箱5连接，所述监测塔顶设置有GPS天线2，所述监测塔底部设置有供电用的蓄电池11；该装置正常天气下传感器数据2小时更新一次，恶劣天气下传感器数据15分钟更新一次。蓄电池11位于防水箱内，埋于地底下，连入环境信息处理箱5。

所述监测塔上设置有环境数据处理箱5，所述环境数据处理箱5上设置有电量传感器6；该装置在环境设备处理箱5内设有电量传感器6，可以实时监测系统的电量信息，电量低于15％发出预警。

所述监测塔下端的泥土内设置有混凝土桩12，所述混凝土桩12上端伸出地面，所述监测塔设置在混凝土桩12上。

所述温度传感器10通过铁棒与土壤湿度计9从上至下依次相连，置于距混凝土桩侧面0.5m处。

所述监测塔上侧设置有太阳能发电板3，所述太阳能发电板3设于一隔板上，且可进行旋转；所述太阳能发电板3与蓄电池11连接。

所述监测塔顶部设有避雷针1，且装置外安装2m高护栏。

所述图像传感器8固定在铁棒上，所述铁棒插入地面，所述铁棒顶端设置有LED灯和蜂鸣联合警报装置7；设于距离混凝土桩侧面1m处；通过灯颜色的变化，及时发出警报声并提醒管理人员及来往车辆；红色表示静止通行，绿色表示可以通行，可实现无人值守自动预警。

本发明的使用原理简述如下：

如图1所示，一种滑坡综合监测预警装置及监测方法的结构平面图：所述GPS天线2设于混凝土桩12顶部；所述太阳能光伏板3可旋转一定角度，所述蓄电池11给环境信息处理箱5供电，环境信息处理箱5内部设有电量传感器6，可检测系统电量信息；所述防护装置包括避雷针1及防护栏；所述环境信息采集装置包括自动雨量计4、温度传感器10、土壤湿度计9，通过电缆连入环境信息处理箱5；所述报警装置包括LED灯-蜂鸣联合报警器7及图像传感器8与控制端相连；可及时发出预警且防止设备损坏；

如图3所示，一种滑坡综合监测预警装置及监测方法的系统示意图：包括GPS自动化系统、供电装置、防护装置、环境信息采集装置，环境信息处理箱、报警装置、混凝土桩以及监测中心的数据接收与数据处理系统；将系统安装在道路两旁及村庄上部的滑坡易发区，采集GPS定位信息、降雨量信息、温度信息及地下土壤湿度信息，同时进行电源管理、防盗报警、滑坡预警；通过GPRS网络与控制中心的分析系统以及管理决策系统建立无线连接，构成树状无线监控网络；控制中心将收到的信息进行处理，综合判断滑坡当前的状态，技术人员同时根据滑坡mat-lab预警平台，建立滑坡体预测模型，对滑坡灾害进行预测；控制中心配有相应的报警装置，方便维护人员启动相应的应急预案；

如图4所示，一种滑坡综合监测预警装置及监测方法的监测布置图；构建静态实时GPS监测控制网，在滑坡变形量为0处建立参考点，在道路两旁及村庄上方的滑坡易发区布置监测点，形成区域性监测网络；

在西南地区，光照时间短，装置易断电，大大降低滑坡灾害预测效率，现有设备无法监测系统电量信息，易造成断电的问题；该装置所述电量传感器6，可及时反馈给监测系统电量信息，；若存在电量不足(＜15％)的现象，电量传感器立即反馈信息给监测站，提醒人员进行蓄电池11更换，实现全天候实时监测，大大降低滑坡灾害发生的风险；

对于降雨型滑坡灾害，其滞后于强降雨的时间长短与滑坡体的岩性、结构及降雨量的大小有关，一般来说滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大，则滞后时间越短，本发明通过该多年降水资料来寻找该区域的降雨中心，并结合该区域的地质灾害发生的历史资料，对具有准确发生日期的地质灾害发生点采用回放法，选取灾害发生当天前2小时、6小时、24小时、48小时、120小时的区域自动雨量站的降雨量，对于没有准确发生灾害记录的隐患点，调查当地区域的最大小时降雨量，以此来确认影响该区域的临界降雨量，当自动雨量计所测值达到临界雨量时，则可能发生滑坡灾害，系统将信号发送至监测站，报警装置将启动；且在一个滑坡易发区内，多个监测点监测装置上，只需配备一个自动雨量计4；

本发明还提供一种基于3S利用上述滑坡综合监测预警装置的监测方法，包括以下步骤：

(1)以不同年份获取的区域性滑坡高分辨率遥感影像为基础，采用面向对象的影像分割技术和最近邻分类法对四景高分影像进行分类；

(2)利用GIS空间分析功能对土地利用分类图进行变化检测。

(3)采用静态实时GPS控制网对滑坡主要地质剖面的变形过程进行监测，通过本装置获取监测点的降雨量、地下土壤湿度、温度等数据；将RS、GIS和GPS技术同时用于滑坡变形破坏特征分析，并对滑坡的变形失稳机制进行分析。

(4)采用RS、GIS技术获取滑坡区域的基础地理数据，并对区域内基础地质条件和滑坡分布规律进行了详细的分析。在此基础上，确定滑坡易发性评价的环境因子。

(5)对强降雨、水位涨落、土壤湿度含量与GPS监测的公路两旁滑坡位移之间的相关性进行分析，提出一种滑坡预测模型。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于：包括竖直插设在地面的监测塔、设置在所述监测塔一侧的温度传感器(10)以及图像传感器(8)，所述温度传感器(10)与图像传感器(8)均插设与地面，所述温度传感器(10)插设端设置有土壤湿度计(9)，所述监测塔一侧设置有自动雨量计(4)，所述自动雨量计(4)、土壤湿度计(9)、温度传感器(10)以及图像传感器(8)均与设置在监测塔上的环境数据处理箱(5)连接，所述监测塔顶设置有GPS天线(2)，所述监测塔底部设置有供电用的蓄电池(11)。

2.根据权利要求1所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述监测塔上设置有环境数据处理箱(5)，所述环境数据处理箱(5)上设置有电量传感器(6)。

3.根据权利要求1所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述监测塔下端的泥土内设置有混凝土桩(12)，所述混凝土桩(12)上端伸出地面，所述监测塔设置在混凝土桩(12)上。

4.根据权利要求3所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述温度传感器(10)通过铁棒与土壤湿度计(9)从上至下依次相连，置于距混凝土桩侧面0.5m处。

5.根据权利要求1所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述监测塔上侧设置有太阳能发电板(3)，所述太阳能发电板(3)设于一隔板上，且可进行旋转；所述太阳能发电板(3)与蓄电池(11)连接。

6.根据权利要求1所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述监测塔顶部设有避雷针(1)，且装置外安装2m高护栏。

7.根据权利要求1所述的一种滑坡综合监测预警装置，其特征在于，所述图像传感器(8)固定在铁棒上，所述铁棒插入地面，所述铁棒顶端设置有LED灯和蜂鸣联合警报装置(7)。