CN112053093A - 一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统 - Google Patents

一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统 Download PDF

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CN112053093A CN202011051327.3A CN202011051327A CN112053093A CN 112053093 A CN112053093 A CN 112053093A CN 202011051327 A CN202011051327 A CN 202011051327A CN 112053093 A CN112053093 A CN 112053093A
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Abstract

本发明公开一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，包括区域划分模块、监测点布设模块、紧实度检测模块、紧实度分析模块、含水量检测模块、含水量分析模块、位移监测模块、位移分析模块、分析服务器、滑坡区域分析模块、显示终端和存储数据库；本发明通过区域划分模块对山体滑坡区域进行划分，并检测各子区域土壤的紧实度，筛选各子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，同时检测各子区域内土壤的含水量和空间坐标，计算各子区域滑坡的稳定影响系数，对比分析各子区域滑坡是否处于安全阶段，将处于危险阶段的各子区域按照不同的纵深进行分类，确定处于危险的综合区域，并进行显示，从而保障人员的生命财产安全。

Description

一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统
技术领域
本发明涉及滑坡灾害监测管理领域，涉及到一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统。
背景技术
近年来，我国发生了多起山体滑坡事故，造成了大量的人员和经济损失，国家对于山体滑坡监测管理的重视程度越来越高，投入的技术力量和资源也逐年增加。
目前，现有技术中的山体滑坡监测技术大多采用人工巡查方法，在连续降雨或者强降雨天气，派人上山查看有没有滑动的迹象，存在及时性差，可靠性低，存在较大的监测局限性，同时巡查人员的安全也得不到保障的问题；现有的山体滑坡监测手段为人工预判方式，存在监测数据不精准、不科学以及信息覆盖面不足问题，造成预警结果不够严谨，并且山体滑坡具有突发性极强的特点，无法实现及时的预警效果，使得灾害来临时人们没有很好地应对时间与措施，造成人员伤亡与财产损失，为了解决以上问题，现设计一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，本发明通过区域划分模块对山体滑坡区域进行划分，并通过监测点布设模块对各子区域进行监测点的布设，检测各子区域土壤的紧实度，筛选各子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，同时检测各子区域内土壤的含水量和空间坐标，并通过分析服务器计算各子区域滑坡的稳定影响系数，对比分析各子区域滑坡是否处于安全阶段，将处于危险阶段的各子区域按照不同的纵深进行分类，确定处于危险的综合区域，并进行显示，解决了背景技术中存在的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，包括区域划分模块、监测点布设模块、紧实度检测模块、紧实度分析模块、含水量检测模块、含水量分析模块、位移监测模块、位移分析模块、分析服务器、滑坡区域分析模块、显示终端和存储数据库；
所述分析服务器分别与紧实度分析模块、含水量分析模块、位移分析模块、存储数据库和滑坡区域分析模块连接，存储数据库分别与含水量分析模块和位移分析模块连接，监测点布设模块分别与区域划分模块和紧实度检测模块连接，紧实度分析模块与紧实度检测模块连接，含水量检测模块与含水量分析模块连接，位移监测模块与位移分析模块连接，显示终端与滑坡区域分析模块连接；
所述区域划分模块用于对待监测的山体滑坡区域进行划分，将山体滑坡区域按照设定高度的横切等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照从高到低的顺序依次进行编号，编号分别为1,2,...,i,...,n，同时将若干子区域按照与滑坡斜面平行的纵切方式划分成三个间隔距离相等的纵深子区域，对三个纵深子区域按照从浅到深的顺序依次进行编号，编号分别为a,b,c，构成若干子区域中各纵深子区域编号集合HNk(h1k,h2k,...,hik,...,hnk)，hix表示为第i个子区域中第k个纵深子区域编号，k＝A,B,C,将若干子区域中各纵深子区域编号集合发送至监测点布设模块；
所述监测点布设模块用于接收区域划分模块发送的若干子区域中各纵深子区域编号集合，对接收的若干子区域中各纵深子区域进行监测点的布设，采用均匀分布的方式将监测点布设在若干子区域中各纵深子区域的最下端中点，且各监测点的编号与若干子区域中各纵深子区域的编号一一对应，将若干子区域中各纵深子区域的监测点编号发送至紧实度检测模块；
所述紧实度检测模块包括土壤紧实度检测仪，用于接收监测点布设模块发送的若干子区域中各纵深子区域的监测点编号，通过土壤紧实度检测仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，将检测的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度发送至紧实度分析模块；
所述紧实度分析模块用于接收紧实度检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，统计接收的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合Pk(p1k,p2k,...,pik,...,pnk)，k＝A,B,C，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合发送至分析服务器；
所述分析服务器用于接收紧实度分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度与存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围进行对比，筛选若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类发送至含水量分析模块；
所述含水量检测模块包括土壤含水量测定仪，用于对若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量进行检测，通过土壤含水量测定仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，Mk(m1k,m2k,...,mik,...,mnk)，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合发送至含水量分析模块；
所述含水量分析模块用于接收分析服务器发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，同时接收含水量检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的安全含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量进行对比，得到若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合ΔMk(Δm1k,Δm2k,...,Δmik,...,Δmnk)，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，将若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合发送至分析服务器；
所述位移监测模块用于实时监测若干子区域中各纵深子区域内土壤的位置变化，记录若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合Qk(q1k,q2k,...,qik,...,qnk)，qik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，qik＝(qxik,qyik,qzik)，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合发送至位移分析模块；
所述位移分析模块用于接收位移监测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合，提取存储数据库中存储的各子区域内土壤的初始空间坐标，计算若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合Lk(L1k,L2k,...,Lik,...,Lnk)，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合发送至分析服务器；
所述分析服务器用于接收含水量分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合，同时接收位移分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移集合，提取存储数据库中存储的山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，计算若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数，提取存储数据库中存储的山体滑坡的安全稳定影响系数，将若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数与山体滑坡的安全稳定影响系数进行对比，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数小于或等于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于安全阶段，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数大于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于危险阶段，统计处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号发送至滑坡区域分析模块；
所述滑坡区域分析模块用于接收分析服务器发送至的处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将接收的各子区域编号按照不同的纵深进行分类，根据设定的不同危险等级对应的滑坡范围确定处于危险的综合区域，将处于滑坡危险的综合区域发送至显示终端；
所述显示终端用于接收滑坡区域分析模块发送的处于滑坡危险的综合区域，并进行显示，相关人员根据显示的综合区域进行应急防范措施；
所述存储数据库用于存储各种类土壤对应的标准紧实度范围和安全含水量，同时存储各子区域内土壤的初始空间坐标，并存储山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，分别表示为λ1,λ2,λ3，存储山体滑坡的安全稳定影响系数；
进一步地，所述不同的土壤种类分别包括砂质土壤、黏质土壤、壤土壤三种类型；
进一步地，所述位移监测模块包括GPS定位仪，所述GPS定位仪采用卫星空间定位技术，全天候监测各子区域内土壤的位置，记录各子区域内土壤的空间坐标；
进一步地，所述若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离计算公式为
Figure BDA0002709658970000061
Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，(qxik,qyik,qzik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，(qx′ik,qy′ik,qz′ik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的初始空间坐标；
进一步地，所述若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数计算公式为
Figure BDA0002709658970000062
εik表示为第i个子区域内第k个纵深子区域滑坡的稳定影响系数，λ1,λ2,λ3分别表示为山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，m′ik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域对应的种类土壤的安全含水量，e表示为自然数，等于2.718，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量；
进一步地，所述不同危险等级包括一级危险等级、二级危险等级和三级危险等级，且危险等级越高越危险，具有优先级，一级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域，二级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域和第b个纵深子区域，三级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域、第b个纵深子区域和第c个纵深子区域；
进一步地，所述处于危险阶段的各子区域中第c个纵深子区域为第三危险等级，处于危险阶段的各子区域中第b个纵深子区域为第二危险等级，处于危险阶段的各子区域中第a个纵深子区域为第一危险等级。
有益效果：
(1)本发明提供的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，通过区域划分模块对山体滑坡区域进行划分，并通过监测点布设模块对各子区域进行监测点的布设，从而避免了漏监测问题造成监测数据不精准，同时通过紧实度检测模块检测各子区域土壤的紧实度，筛选各子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，避免了巡查人员监测的问题，保障了巡查人员的安全，为后期分析各子区域内土壤含水量的对比差值提供指导性的参考依据，同时检测各子区域内土壤的含水量和空间坐标，避免监测数据不及时、不科学、不可靠和信息覆盖面不足问题，提高了监测数据的精准性，为后期计算各子区域滑坡的稳定影响系数提供可靠的参考数据。
(2)本发明通过分析服务器计算各子区域滑坡的稳定影响系数，对比分析各子区域滑坡是否处于安全阶段，同时通过滑坡区域分析模块将处于危险阶段的各子区域按照不同的纵深进行分类，根据设定的不同危险等级对应的滑坡范围确定处于危险的综合区域，并进行显示，可以直观展示处于危险的滑坡综合区域，使得灾害来临时人们能够有足够的应对时间与准备应急防范措施，保障人员的生命财产安全。
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为本发明的示意图；
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，包括区域划分模块、监测点布设模块、紧实度检测模块、紧实度分析模块、含水量检测模块、含水量分析模块、位移监测模块、位移分析模块、分析服务器、滑坡区域分析模块、显示终端和存储数据库；
所述分析服务器分别与紧实度分析模块、含水量分析模块、位移分析模块、存储数据库和滑坡区域分析模块连接，存储数据库分别与含水量分析模块和位移分析模块连接，监测点布设模块分别与区域划分模块和紧实度检测模块连接，紧实度分析模块与紧实度检测模块连接，含水量检测模块与含水量分析模块连接，位移监测模块与位移分析模块连接，显示终端与滑坡区域分析模块连接；
所述区域划分模块用于对待监测的山体滑坡区域进行划分，将山体滑坡区域按照设定高度的横切等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照从高到低的顺序依次进行编号，编号分别为1,2,...,i,...,n，同时将若干子区域按照与滑坡斜面平行的纵切方式划分成三个间隔距离相等的纵深子区域，对三个纵深子区域按照从浅到深的顺序依次进行编号，编号分别为a,b,c，构成若干子区域中各纵深子区域编号集合HNk(h1k,h2k,...,hik,...,hnk)，hix表示为第i个子区域中第k个纵深子区域编号，k＝A,B,C,将若干子区域中各纵深子区域编号集合发送至监测点布设模块。
所述监测点布设模块用于接收区域划分模块发送的若干子区域中各纵深子区域编号集合，对接收的若干子区域中各纵深子区域进行监测点的布设，采用均匀分布的方式将监测点布设在若干子区域中各纵深子区域的最下端中点，且各监测点的编号与若干子区域中各纵深子区域的编号一一对应，从而避免了漏监测问题造成监测数据不精准，将若干子区域中各纵深子区域的监测点编号发送至紧实度检测模块。
所述紧实度检测模块包括土壤紧实度检测仪，用于接收监测点布设模块发送的若干子区域中各纵深子区域的监测点编号，通过土壤紧实度检测仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，将检测的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度发送至紧实度分析模块；
所述紧实度分析模块用于接收紧实度检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，统计接收的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合Pk(p1k,p2k,...,pik,...,pnk)，k＝A,B,C，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合发送至分析服务器。
所述分析服务器用于接收紧实度分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度与存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围进行对比，筛选若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，避免了巡查人员监测的问题，保障了巡查人员的安全，为后期分析各子区域内土壤含水量的对比差值提供指导性的参考依据，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类发送至含水量分析模块；
所述含水量检测模块包括土壤含水量测定仪，用于对若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量进行检测，通过土壤含水量测定仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，Mk(m1k,m2k,...,mik,...,mnk)，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合发送至含水量分析模块；
所述含水量分析模块用于接收分析服务器发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，同时接收含水量检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的安全含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量进行对比，得到若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值，从而避免监测数据不及时、不科学、不可靠和信息覆盖面不足问题，提高了监测数据的精准性，为后期计算各子区域滑坡的稳定影响系数提供可靠的参考数据，并构成若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合ΔMk(Δm1k,Δm2k,...,Δmik,...,Δmnk)，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，将若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合发送至分析服务器。
所述位移监测模块包括GPS定位仪，用于实时监测若干子区域中各纵深子区域内土壤的位置变化，所述GPS定位仪采用卫星空间定位技术，全天候监测各子区域内土壤的位置，记录若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合Qk(q1k,q2k,...,qik,...,qnk)，qik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，qik＝(qxik,qyik,qzik)，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合发送至位移分析模块；
所述位移分析模块用于接收位移监测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合，提取存储数据库中存储的各子区域内土壤的初始空间坐标，计算若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，从而避免监测数据不及时、不科学、不可靠和信息覆盖面不足问题，提高了监测数据的精准性，为后期计算各子区域滑坡的稳定影响系数提供可靠的参考数据，若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离计算公式为
Figure BDA0002709658970000111
Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，(qxik,qyik,qzik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，(qx′ik,qy′ik,qz′ik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的初始空间坐标，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合Lk(L1k,L2k,...,Lik,...,Lnk)，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合发送至分析服务器。
所述分析服务器用于接收含水量分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合，同时接收位移分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移集合，提取存储数据库中存储的山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，计算若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数，若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数计算公式为
Figure BDA0002709658970000121
εik表示为第i个子区域内第k个纵深子区域滑坡的稳定影响系数，λ1,λ2,λ3分别表示为山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，m′ik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域对应的种类土壤的安全含水量，e表示为自然数，等于2.718，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量，并提取存储数据库中存储的山体滑坡的安全稳定影响系数，将若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数与山体滑坡的安全稳定影响系数进行对比，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数小于或等于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于安全阶段，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数大于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于危险阶段，统计处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号发送至滑坡区域分析模块。
所述滑坡区域分析模块用于接收分析服务器发送至的处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将接收的各子区域编号按照不同的纵深进行分类，根据设定的不同危险等级对应的滑坡范围确定处于危险的综合区域，不同危险等级包括一级危险等级、二级危险等级和三级危险等级，且危险等级越高越危险，具有优先级，同时处于危险阶段的各子区域中第c个纵深子区域为第三危险等级，处于危险阶段的各子区域中第b个纵深子区域为第二危险等级，处于危险阶段的各子区域中第a个纵深子区域为第一危险等级，一级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域，二级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域和第b个纵深子区域，三级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域、第b个纵深子区域和第c个纵深子区域，并将处于滑坡危险的综合区域发送至显示终端。
所述显示终端用于接收滑坡区域分析模块发送的处于滑坡危险的综合区域，并进行显示，相关人员根据显示的综合区域进行应急防范措施，可以直观展示处于危险的滑坡综合区域，使得灾害来临时人们能够有足够的应对时间与准备应急防范措施，保障人员的生命财产安全。
所述存储数据库用于存储各种类土壤对应的标准紧实度范围和安全含水量，不同的土壤种类分别包括砂质土壤、黏质土壤、壤土壤三种类型，同时存储各子区域内土壤的初始空间坐标，并存储山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，分别表示为λ1,λ2,λ3，存储山体滑坡的安全稳定影响系数。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：包括区域划分模块、监测点布设模块、紧实度检测模块、紧实度分析模块、含水量检测模块、含水量分析模块、位移监测模块、位移分析模块、分析服务器、滑坡区域分析模块、显示终端和存储数据库；
所述分析服务器分别与紧实度分析模块、含水量分析模块、位移分析模块、存储数据库和滑坡区域分析模块连接，存储数据库分别与含水量分析模块和位移分析模块连接，监测点布设模块分别与区域划分模块和紧实度检测模块连接，紧实度分析模块与紧实度检测模块连接，含水量检测模块与含水量分析模块连接，位移监测模块与位移分析模块连接，显示终端与滑坡区域分析模块连接；
所述区域划分模块用于对待监测的山体滑坡区域进行划分，将山体滑坡区域按照设定高度的横切等分方式划分成面积相同的若干子区域，对若干子区域按照从高到低的顺序依次进行编号，编号分别为1,2,...,i,...,n，同时将若干子区域按照与滑坡斜面平行的纵切方式划分成三个间隔距离相等的纵深子区域，对三个纵深子区域按照从浅到深的顺序依次进行编号，编号分别为a,b,c，构成若干子区域中各纵深子区域编号集合HNk(h1k,h2k,...,hik,...,hnk)，hix表示为第i个子区域中第k个纵深子区域编号，k＝A,B,C,将若干子区域中各纵深子区域编号集合发送至监测点布设模块；
所述监测点布设模块用于接收区域划分模块发送的若干子区域中各纵深子区域编号集合，对接收的若干子区域中各纵深子区域进行监测点的布设，采用均匀分布的方式将监测点布设在若干子区域中各纵深子区域的最下端中点，且各监测点的编号与若干子区域中各纵深子区域的编号一一对应，将若干子区域中各纵深子区域的监测点编号发送至紧实度检测模块；
所述紧实度检测模块包括土壤紧实度检测仪，用于接收监测点布设模块发送的若干子区域中各纵深子区域的监测点编号，通过土壤紧实度检测仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，将检测的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度发送至紧实度分析模块；
所述紧实度分析模块用于接收紧实度检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，统计接收的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合Pk(p1k,p2k,...,pik,...,pnk)，k＝A,B,C，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合发送至分析服务器；
所述分析服务器用于接收紧实度分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度与存储的各种类土壤对应的标准紧实度范围进行对比，筛选若干子区域中各纵深子区域内土壤的紧实度对应的土壤种类，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类发送至含水量分析模块；
所述含水量检测模块包括土壤含水量测定仪，用于对若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量进行检测，通过土壤含水量测定仪检测若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，Mk(m1k,m2k,...,mik,...,mnk)，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合发送至含水量分析模块；
所述含水量分析模块用于接收分析服务器发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的种类，同时接收含水量检测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量集合，提取存储数据库中存储的各种类土壤对应的安全含水量，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量进行对比，得到若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合ΔMk(Δm1k,Δm2k,...,Δmik,...,Δmnk)，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，将若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合发送至分析服务器；
所述位移监测模块用于实时监测若干子区域中各纵深子区域内土壤的位置变化，记录若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合Qk(q1k,q2k,...,qik,...,qnk)，qik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，qik＝(qxik,qyik,qzik)，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合发送至位移分析模块；
所述位移分析模块用于接收位移监测模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的空间坐标集合，提取存储数据库中存储的各子区域内土壤的初始空间坐标，计算若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，统计若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离，构成若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合Lk(L1k,L2k,...,Lik,...,Lnk)，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，将若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离集合发送至分析服务器；
所述分析服务器用于接收含水量分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤含水量的对比差值集合，同时接收位移分析模块发送的若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移集合，提取存储数据库中存储的山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，计算若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数，提取存储数据库中存储的山体滑坡的安全稳定影响系数，将若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数与山体滑坡的安全稳定影响系数进行对比，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数小于或等于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于安全阶段，若某子区域中某纵深子区域滑坡的稳定影响系数大于山体滑坡的安全稳定影响系数，表明该子区域中该纵深子区域滑坡处于危险阶段，统计处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号发送至滑坡区域分析模块；
所述滑坡区域分析模块用于接收分析服务器发送至的处于危险阶段的若干子区域中各纵深子区域编号，将接收的各子区域编号按照不同的纵深进行分类，根据设定的不同危险等级对应的滑坡范围确定处于危险的综合区域，将处于滑坡危险的综合区域发送至显示终端；
所述显示终端用于接收滑坡区域分析模块发送的处于滑坡危险的综合区域，并进行显示，相关人员根据显示的综合区域进行应急防范措施；
所述存储数据库用于存储各种类土壤对应的标准紧实度范围和安全含水量，同时存储各子区域内土壤的初始空间坐标，并存储山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，分别表示为λ1,λ2,λ3，存储山体滑坡的安全稳定影响系数。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述不同的土壤种类分别包括砂质土壤、黏质土壤、壤土壤三种类型。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述位移监测模块包括GPS定位仪，所述GPS定位仪采用卫星空间定位技术，全天候监测各子区域内土壤的位置，记录各子区域内土壤的空间坐标。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述若干子区域中各纵深子区域内土壤的位移距离计算公式为
Figure FDA0002709658960000051
Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，(qxik,qyik,qzik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的空间坐标，(qx′ik,qy′ik,qz′ik)表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的初始空间坐标。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述若干子区域中各纵深子区域滑坡的稳定影响系数计算公式为
Figure FDA0002709658960000052
εik表示为第i个子区域内第k个纵深子区域滑坡的稳定影响系数，λ1,λ2,λ3分别表示为山体滑坡区域内土壤的紧实度、含水量和位移距离的影响系数，pik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的紧实度，Δmik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤含水量与对应的子区域内种类土壤的安全含水量的对比差值，m′ik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域对应的种类土壤的安全含水量，e表示为自然数，等于2.718，Lik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的位移距离，mik表示为第i个子区域中第k个纵深子区域内土壤的含水量。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述不同危险等级包括一级危险等级、二级危险等级和三级危险等级，且危险等级越高越危险，具有优先级，一级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域，二级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域和第b个纵深子区域，三级危险等级对应的滑坡范围为子区域中第a个纵深子区域、第b个纵深子区域和第c个纵深子区域。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的地质灾害滑坡实时监测管理系统，其特征在于：所述处于危险阶段的各子区域中第c个纵深子区域为第三危险等级，处于危险阶段的各子区域中第b个纵深子区域为第二危险等级，处于危险阶段的各子区域中第a个纵深子区域为第一危险等级。
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