CN113240886A - 一种地质灾害监测方法、系统及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种地质灾害监测方法、系统及电子设备。该方法包括：通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。该系统包括：采集模块，用于通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；传输模块，用于将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；监测和预警模块，用于通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。通过该方法和系统可以克服现有监测技术的不足，从实现更有效的地质灾害监测。

Description

一种地质灾害监测方法、系统及电子设备
技术领域
本发明涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种地质灾害监测方法、系统及电子设备。
背景技术
我国地质环境复杂，地质活动频繁，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发，受其影响和威胁的人口众多。由于地质灾害具有突然性、监测数据难以实时获取等特点，使得监测工作异常困难。随着科学技术的发展，地质灾害监测方法和监测仪器设备日新月异，当前主要通过全球导航卫星系统(GNSS)、加速度计、无人机技术等进行监测。但是GNSS具有采样频率较低、易受环境影响等局限性；加速度计对低频响应不敏感，难以测量准静态位移；无人机技术受地表覆盖物影响较大，难以准确监测地质灾害初期的地表形变量变化。本发明提出了一种集成多种监测设备来监测地质灾害的方法，克服了上述各个监测技术的不足，从而更有效地监测地质灾害。
发明内容
本发明提供一种地质灾害监测方法、系统及电子设备，通过集成多种监测设备、分析多种监测设备所采集的地质数据来监测地质灾害，克服了现有技术中的监测方法的不足，实现更有效的地质灾害监测。
第一方面，本发明提供一种地质灾害监测方法，包括：通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
根据一个实施例，通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据包括：通过全球导航卫星系统采集灾害体的形变信息；通过加速度计采集灾害体的动态位移信息和振动频率信息；以及通过无人机采集灾害体的影像信息。
根据一个实施例，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息包括：基于全球导航卫星系统采集的灾害体的形变信息以及加速度计采集的灾害体的动态位移信息和振动频率信息分析灾害体的灾害情况；基于无人机采集的灾害体的影像信息构建灾害体的三维模型；以及基于灾害情况，利用灾害体的三维模型，监测灾害体是否出现异常情况；在出现异常情况时发出预警信息。
根据一个实施例，监测灾害体是否出现异常情况包括：为灾害体的形变信息、动态位移信息和振动频率信息中的每一个设置阈值；以及当灾害体的形变信息、动态位移信息和振动频率信息中的任一个超过各自的所述阈值时，则监测灾害体出现了异常情况。
根据一个实施例，监测灾害体是否出现异常情况包括：将无人机实时采集的实时影像信息与预先采集的正常情况下的影像信息进行比较；并且根据比较结果来监测灾害体是否出现了异常情况。
根据一个实施例，无人机根据预先规划的航线自动地采集影像信息，其中无人机通过无人机自动充电装置自主地充电。
根据一个实施例，在出现异常情况时发出预警信息包括：收集灾害体附近的村庄占地面积、居民人口数量及联系方式的信息并录入所述云平台；基于该信息，利用灾害体的三维模型评估受灾范围；基于受灾范围，向相关部门或居民发出预警信息。
第二方面，本发明还提供一种地质灾害监测系统，包括：
采集模块，用于通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；
传输模块，用于将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；
监测和预警模块，用于通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如上所述的地质灾害监测方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的地质灾害监测方法的步骤。
本发明提供的一种地质灾害监测方法、系统及电子设备。通过集成GNSS、加速度计、无人机等多种监测设备来采集地质数据，克服了单种监测设备的缺点；通过分析多个地质数据并构建灾害体的三维模型，来直观地展示灾情状况并便于估计受灾范围和土方量，从而可以实现更有效的地质灾害监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是根据本发明的一个实施例的地质灾害监测方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施例的地质灾害监测系统的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
图1是根据本发明的一个实施例的地质灾害监测方法的流程示意图。根据本发明的一个实施例的地质灾害监测方法包括：
101：通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步所述多个地质数据；
102：将同步后的所述多个地质数据实时传输至云平台；
103：通过所述云平台，基于所述多个地质数据分析所述灾害体的灾害情况，构建所述灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息
在本实施例中，需要说明的是，在步骤101中，可以通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据。
具体地，可以在滑坡等地质灾害频发的地区设置基站和监测站。基站可以提供定位基准；监测站可以设置有通信装置和多种监测设备，多种监测设备包括加速度计、GNSS接收机、无人机等。可以通过GNSS接收机来接收GNSS全天候24小时采集的灾害体的形变信息，该形变信息可以反应定位点的滑坡、沉降状况；可以通过加速度计来采集灾害体的动态位移信息和振动频率信息，加速度计可以直接提供三维坐标及其绝对变化量或相对变化量而没有变形范围限制，克服了GNSS采样频率低、易受环境影响的问题；可以通过无人机采集灾害体的影像信息，无人机可以根据预先规划的航线飞行，并自动地采集所需的地区影像、视频数据等影像信息，通过分析该影像信息可以便于直观地发现裂缝等异常情况；其中，无人机可以通过无人机自动充电装置自主地充电而无需人为干预，该无人机自主充电装置可以设置在监测站内，并且包括：控制模块、通信模块、无人机降落平台、传感器、太阳能电池板、蓄电池、无线充电装置等。
另外地，可以在监测站内设置有集成了时间同步功能模块的通信装置。该通信装置可以与GNSS接收机、加速度计、无人机等实时通信，并且可以实时接收GNSS接收机接收的灾害体的形变信息、加速度计采集的灾害体的动态位移信息和振动频率信息、无人机采集的灾害体的影像信息；另外，该通信装置通过所集成的时间同步功能模块精确地对多个地质数据进行时间同步，即对灾害体的形变信息、动态位移信息和振动频率信息、影像信息进行时间同步。其中，该时间同步功能模块可以采用无线电波、卫星授时、网络时间服务器等方法来实现时间同步。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤102中，可以将同步后的多个地质数据实时传输至云平台。
具体地，可以在通过通信装置所集成的时间同步模块将GNSS接收机接收的灾害体的形变信息、加速度计采集的灾害体的动态位移信息和振动频率信息、无人机采集的灾害体的影像信息同步之后，通过通信装置将这些数据传输至云平台。例如，可以将这些数据通过5G实时传输至云平台。
在本实施例中，需要说明的是，在步骤103中，可以通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
具体地，可以基于GNSS采集的灾害体的形变信息以及加速度计采集的灾害体的动态位移信息和振动频率信息来分析灾害体的灾害情况，基于无人机采集的灾害体的影像信息构建灾害体的三维模型，并且基于灾害情况，利用所述灾害体的三维模型，监测灾害体是否出现异常情况，在出现异常情况时发出预警信息。例如，可以基于灾害体的三维模型分析灾害的不同阶段(例如，滑坡体的运动过程大致分为：蠕滑阶段、滑动阶段、剧滑阶段、稳定阶段)、灾害体裂缝情况、村庄掩埋范围、土方量等，实现对灾害体位移、三维模型、受灾范围等情况的分析展示。另外，可以为灾害体的形变信息、灾害体的动态位移信息和振动频率信息中的每一个设置阈值，当灾害体的形变信息、灾害体的动态位移信息和振动频率信息中的任一个超过各自的阈值时，则监测灾害体出现了异常情况；其中，灾害体的形变信息、灾害体的动态位移信息和振动频率信息的阈值，与灾害体的类型、灾害体的特定地理位置和地质结构等有关，可以根据经验值来设定。
另外地，可以根据无人机采集的影像信息来判断灾害体是否出现了异常情况；例如，可以预先采集正常情况下的影像信息，然后将无人机实时采集的实时影像信息与正常情况下的影像信息进行比较，将比较结果作为参考来判断是否出现了异常情况。在本实施例中，需要说明的是，可以收集灾害体附近的村庄占地面积、居民人口数量及联系方式的信息并录入云平台，当监测到出现了异常情况时，基于这些信息，利用灾害体的三维模型评估受灾范围，并基于受灾范围，向相关部门或居民发出预警信息。
图2是根据本发明的另一实施例的地质灾害监测系统的示意图。
根据该实施例，可以提供一种地质灾害监测系统，该系统可以包括：采集模块201、传输模块202以及监测和预警模块203。
采集模块201可以用于通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；例如，采集模块201可以通过GNSS接收机来接收通过GNSS采集的灾害体的形变信息，通过加速度计来采集灾害体的动态位移信息和振动频率信息，通过无人机采集灾害体的影像信息；并且采集模块201可以通过GNSS同步灾害体的形变信息、灾害体的动态位移信息和振动频率信息、灾害体的影像信息。
传输模块202可以用于将同步后的所述多个地质数据实时传输至云平台，具体地，传输模块202可以将灾害体的形变信息、动态位移信息和振动频率信息、影像信息实时传输至云平台。
监测和预警模块203可以用于通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。具体地，监测和预警模块203可以基于形变信息、动态位移信息和振动频率信息来分析灾害体的灾害情况，基于灾害体的影像信息构建灾害体的三维模型，并且基于灾害情况，利用灾害体的三维模型，监测灾害体是否出现异常情况；可以实时影像信息与预先采集的正常情况下的影像信息进行比较，来监测所述灾害体是否出现了所述异常情况；可以收集灾害体附近的村庄占地面积、居民人口数量及联系方式的信息并录入云平台，当监测到出现了异常情况时，基于这些信息，利用灾害体的三维模型评估受灾范围，并基于受灾范围，向相关部门或居民发出预警信息。
由于本发明实施例提供的地质灾害监测系统，可以用于执行上述实施例所述的地质灾害监测方法，其工作原理和有益效果类似，故此处不再详述，具体内容可参见上述实施例的介绍。
在本实施例中，需要说明的是，本发明实施例的系统中的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备。
图3是本发明的又一实施例的电子设备的示意图。参见图3，该电子设备具体包括如下组件：处理器301、存储器302、通信接口303和通信总线304；
其中，处理器301、存储器302、通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信；
处理器301用于调用存储器302中的计算机程序，处理器301执行计算机程序时实现上述地质灾害监测方法的全部步骤，例如，该处理器执行计算机程序时实现下述过程：通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
可以理解的是，该计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述关联应用启动控制方法的全部步骤，例如，该处理器执行该计算机程序时实现下述过程：通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步多个地质数据；将同步后的多个地质数据实时传输至云平台；通过云平台，基于多个地质数据分析灾害体的灾害情况，构建灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
可以理解的是，该计算机程序可以执行的细化功能和扩展功能可参照上面实施例的描述。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明的实施方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的地质灾害监测方法。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本发明中，参考术语“一个实施例”、“另一实施例”、“又一实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种地质灾害监测方法，其特征在于，包括：
通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步所述多个地质数据；
将同步后的所述多个地质数据实时传输至云平台；
通过所述云平台，基于所述多个地质数据分析所述灾害体的灾害情况，构建所述灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
2.根据权利要求1所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据包括：
通过全球导航卫星系统采集所述灾害体的形变信息；
通过加速度计采集所述灾害体的动态位移信息和振动频率信息；以及
通过无人机采集所述灾害体的影像信息。
3.根据权利要求2所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
基于所述多个地质数据分析所述灾害体的灾害情况，构建所述灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息，包括：
基于所述全球导航卫星系统采集的所述灾害体的形变信息以及所述加速度计采集的所述灾害体的动态位移信息和振动频率信息分析所述灾害体的灾害情况；
基于所述无人机采集的所述灾害体的影像信息构建所述灾害体的三维模型；以及
基于所述灾害情况，利用所述灾害体的三维模型，监测所述灾害体是否出现所述异常情况；
在出现所述异常情况时发出所述预警信息。
4.根据权利要求3所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
监测所述灾害体是否出现所述异常情况包括：
为所述灾害体的形变信息、所述灾害体的动态位移信息和振动频率信息中的每一个设置阈值；以及
当所述灾害体的形变信息、所述灾害体的动态位移信息和所述振动频率信息中的任一个超过各自的所述阈值时，则监测所述灾害体出现了所述异常情况。
5.根据权利要求3所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
监测所述灾害体是否出现所述异常情况包括：
将所述无人机实时采集的实时影像信息与预先采集的正常情况下的影像信息进行比较；并且
根据比较结果来监测所述灾害体是否出现了所述异常情况。
6.根据权利要求2所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
所述无人机根据预先规划的航线自动地采集所述影像信息，
其中所述无人机通过无人机自动充电装置自主地充电。
7.根据权利要求3所述的地质灾害监测方法，其特征在于，
在出现所述异常情况时发出所述预警信息包括：
收集所述灾害体附近的村庄占地面积、居民人口数量及联系方式的信息并录入所述云平台；
基于所述信息，利用所述灾害体的三维模型评估受灾范围；
基于所述受灾范围，向相关部门或居民发出所述预警信息。
8.一种地质灾害监测系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于通过多种监测设备分别采集灾害体的多个地质数据，并同步所述多个地质数据；
传输模块，用于将同步后的所述多个地质数据实时传输至云平台；
监测和预警模块，用于通过所述云平台，基于所述多个地质数据分析所述灾害体的灾害情况，构建所述灾害体的三维模型，并在出现异常情况时发出预警信息。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7任一项所述的地质灾害监测方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任一项所述的地质灾害监测方法的步骤。
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