CN113611085A - 岩土工程中地质灾害的监测预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法及系统，涉及岩土工程领域，其中岩土工程中地质灾害的监测预警方法包括：获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型，获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型，将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，判断数据偏差是否超出预设阈值，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息。同时本发明还获取目标区域历史相似气象信息，根据所述历史相似气象信息进行地质灾害的提前防治。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，更具体的，涉及一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法及系统。
背景技术
随着我国科学技术水平的不断提升,工程施工的数量开始逐渐增多,在这样的发展背景下,岩土工程的数量也逐渐呈现出上升的趋势,岩土工程的大量施工对我国的总体地质环境会造成很大的破坏,长时间的施工甚至会引发比较严重的地质灾害,对人们的生命健康以及财产安全造成了非常不良的影响,再加上我国地域辽阔,存在着各种特殊的地理环境和地质结构,经常发生地质灾害,因此,岩土工程中地质灾害的监测预警显得尤为重要，在岩土施工的过程中应当做好地质灾害的防治工作,从而保证施工的安全性与稳定性。
为了能够对岩土工程中的地质灾害进行精准有效的监测及预警，需要开发一款系统与之配合进行实现，该系统通过获取岩土工程勘察数据信息生成土体三维模型，并获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型，将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息。在该系统的实现过程中，如何实时对监测数据进行量化计算获取土体形变信息进行地质灾害的预警是亟不可待需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法及系统。
本发明第一方面提供了一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，包括：
获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
本方案中，所述的岩土工程勘察数据信息包括目标区域遥感数据、地层信息数据、构造信息数据、岩性信息数据及历史文献中记载数据的一种或两种及以上的组合；所述土体实时监测数据包括土体水文地质数据、土体岩土地质数据及特殊性岩土信息数据的一种或两种及以上的组合。
本方案中，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
本方案中，所述的通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息，具体为：根据监测数据时间序列获取预设监测阶段内的土体位移及倾斜角度变化，并根据所述土体位移及倾斜角变化在土体三维模型获取土体的坐标变化，按照预设计算方式对土体变形信息进行量化计算，具体为：
其中，
表示土体变形信息量化值，
表示预设监测阶段总数，
表示监测阶段项
数，
表示量化系数，
表示在
时刻土体的坐标信息，
表示土体原始坐标信息，
表示
在
时刻土体的倾斜角度，
表示土体的原始倾斜角度，
表示误差函数。
本方案中，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
本方案中，还包括：
获取预设工期内目标区域的阶段气象信息，根据所述阶段气象信息提取气象特征；
根据所述气象特征建立数据索引在数据库中获取历史气象信息；
根据预设计算方式计算所述历史气象信息与所述阶段气象信息的相似度；
根据所述相似度按照倒叙排序将数据库中历史气象信息进一步匹配，计算匹配度得分，并预设得分阈值；
若所述得分大于所述得分阈值，则将历史气象信息进行提取，并通过对应的监测数据时间序列获取历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况；
根据所述历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况进行预设工期内地质灾害的提前防治。
本发明第二方面还提供了一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法程序，所述一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
本方案中，所述的岩土工程勘察数据信息包括目标区域遥感数据、地层信息数据、构造信息数据、岩性信息数据及历史文献中记载数据的一种或两种及以上的组合；所述土体实时监测数据包括土体水文地质数据、土体岩土地质数据及特殊性岩土信息数据的一种或两种及以上的组合。
本方案中，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
本方案中，所述的通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息，具体为：根据监测数据时间序列获取预设监测阶段内的土体位移及倾斜角度变化，并根据所述土体位移及倾斜角变化在土体三维模型获取土体的坐标变化，按照预设计算方式对土体变形信息进行量化计算，具体为：
其中，
表示土体变形信息量化值，
表示预设监测阶段总数，
表示监测阶段项
数，
表示量化系数，
表示在
时刻土体的坐标信息，
表示土体原始坐标信息，
表示
在
时刻土体的倾斜角度，
表示土体的原始倾斜角度，
表示误差函数。
本方案中，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
本方案中，还包括：
获取预设工期内目标区域的阶段气象信息，根据所述阶段气象信息提取气象特征；
根据所述气象特征建立数据索引在数据库中获取历史气象信息；
根据预设计算方式计算所述历史气象信息与所述阶段气象信息的相似度；
根据所述相似度按照倒叙排序将数据库中历史气象信息进一步匹配，计算匹配度得分，并预设得分阈值；
若所述得分大于所述得分阈值，则将历史气象信息进行提取，并通过对应的监测数据时间序列获取历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况；
根据所述历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况进行预设工期内地质灾害的提前防治。
本发明公开了一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法及系统，涉及岩土工程领域，其中岩土工程中地质灾害的监测预警方法包括：获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型，获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型，将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，判断数据偏差是否超出预设阈值，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息。本发明实现了对土体变形安全态势、动态变化的智能化监测，通过实时数据监测可以实时掌握土体的变形情况，帮助有关部门做好决策部署；同时本发明还获取目标区域历史相似气象信息，根据所述历史相似气象信息进行地质灾害的提前防治。
附图说明
图1示出了本发明一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法的流程图；
图2示出了本发明实时监测数据结合气象数据建立数据库的方法流程图；
图3示出了本发明通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析的方法流程图；
图4示出了本发明一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，包括：
S102，获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
S104，获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
S106，将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
S108，当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
S110，将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
需要说明的是，所述的将岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型具体为，将现有的资料和现场踏勘的数据进行整理分类，将获取的图像信息进行预处理后进行视觉转换，按照体素的梯度值、灰度值及梯度方向计算体素的不透明度及颜色，然后按照对象空间或图像空间完成累加并通过光线投射进行像素的采样及色彩累积的操作，完成土体三维模型，将获取的数据信息通过数据插值的方式嵌入土体三维模型，并且将插值处理的数据进行加工，形成实时监测数据结合的土体三维模型。同时，采用多场信息耦合的方法的更新土体三维模型，包括生成地质构造、土体三维模型以及拟合生成物性信息的分界面，同时将工程勘察数据库和土体三维模型联合，建立工程地质土体三维模型服务器，开展三维地质分析。
需要说明的是，所述的岩土工程勘察数据信息包括目标区域遥感数据、地层信息数据、构造信息数据、岩性信息数据及历史文献中记载数据的一种或两种及以上的组合；所述土体实时监测数据包括土体水文地质数据、土体岩土地质数据及特殊性岩土信息数据的一种或两种及以上的组合。
图2示出了本发明实时监测数据结合气象数据建立数据库的方法流程图。
根据本发明实施例，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
S202，根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
S204，将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
S206，通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
S208，将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
S210，将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
需要说明的是，所述的通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息，具体为：根据监测数据时间序列获取预设监测阶段内的土体位移及倾斜角度变化，并根据所述土体位移及倾斜角变化在土体三维模型获取土体的坐标变化，按照预设计算方式对土体变形信息进行量化计算，具体为：
其中，
表示土体变形信息量化值，
表示预设监测阶段总数，
表示监测阶段项
数，
表示量化系数，
表示在
时刻土体的坐标信息，
表示土体原始坐标信息，
表示
在
时刻土体的倾斜角度，
表示土体的原始倾斜角度，
表示误差函数。
图3示出了本发明通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析的方法流程图。
根据本发明实施例，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
S302，获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
S304，通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
S306，将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
S308，当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
S310，将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
需要说明的是，还包括，根据所述历史相似气象信息进行地质灾害的提前防治，具体为：
获取预设工期内目标区域的阶段气象信息，根据所述阶段气象信息提取气象特征；
根据所述气象特征建立数据索引在数据库中获取历史气象信息；
根据预设计算方式计算所述历史气象信息与所述阶段气象信息的相似度；
根据所述相似度按照倒叙排序将数据库中历史气象信息进一步匹配，计算匹配度得分，并预设得分阈值；
若所述得分大于所述得分阈值，则将历史气象信息进行提取，并通过对应的监测数据时间序列获取历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况；
根据所述历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况进行预设工期内地质灾害的提前防治。
根据本发明实施例，在地质灾害预警模型的基础上，建立地质灾害损失风险预警模型，对岩土工程施工区域内地质灾害造成的损失风险进行预警，具体为：
采集岩土工程施工区域内土体实时监测数据，根据所述土体实时监测数据选取造成地质灾害的重要影响因子；
确定所述重要影响因子的对地质灾害的影响程度，并根据所述影响程度获取重要影响因子的权重；
根据岩土工程施工周期、土地利用数据及地质灾害预演损坏工程面积信息分析岩土工程的经济价值和生态价值，获得地质灾害造成岩土工程的综合价值损失；
建立地质灾害损失风险预警模型，确定地质灾害对岩土工程施工带来的损失风险等级。
所述地质灾害损失风险预警模型的表达式为：
其中，
表示地质灾害损失风险的预警等级，
表示模型参数，
表示重要影响因子
的项数，
表示重要影响因子，
表示重要影响因子的权重信息，
表示地质灾害预警模型
预警等级，
表示地质灾害造成岩土工程的综合价值损失。
根据本发明实施例，当岩土工程施工区域内监测到地质灾害预警，根据预警信息通过大数据分析生成应对方案，具体为：
当岩土工程施工区域内监测到地质灾害预警时，根据实时监测数据通过土方三维模型进行地质灾害预演；
根据地质灾害监测与地质灾害预演的研判结果规划撤退路线，调用应急指挥系统通过广播指挥施工人员撤离；
同时通过地质灾害预演的研判结果基于大数据分析生成灾情对应方案，并进行灾情对应方案的可行性分析；
当所述灾情对应方案的可行性大于预设阈值时，将所述灾情对应方案作为应急处理方案；
在地质灾害发生后，根据所述应急处理方案进行相关部署，防范次生灾害的发生。
需要说明的是，通过土方三维模型对地质灾害进行提前预演规划了岩土工程现场施工人员的撤离路线，有效避免了现场施工人员面对地质灾害时由于恐慌而造成的撤离混乱，确保了撤离的高效及有序，同时根据地质灾害的提前预演，对地质灾害的波及范围进行大概估算，并生成应急处理方案，在灾情发生后第一时间进行相关措施的部署，对毁坏的道路及电力设施进行抢修，加强对地质灾害造成的新的灾害隐患点的监测、以及危旧房、山塘水库区域的巡查，防范次生灾害的发生。
根据本发明实施例，岩土工程施工区域内地质灾害发生后，通过对灾情的监测确定灾害等级，具体为:
获取岩土工程施工区域内的灾区遥感图像信息，集成地面实时数据监测系统，在地质灾害范围内地表数据信息进行快速提取；
通过灾害评估指标，对地质灾害范围内地表数据信息进行研判，评估范围内损失，确定地质灾害等级信息；
同时通过所述遥感图像信息及地表数据信息，进行灾情风险分析生成数字化报告，将所述数字化报告发送到各级灾害应急决策部门，各部门共同决议形成灾害救援方案；
并将所述地表数据信息结合气象信息及地质灾害等级信息存入数据库。
需要说明的是，地质灾害范围内地表数据信息进行快速提取，快速获取地质灾害范围内的耕地、林地、草地、道路、房屋建筑、工矿企业、桥梁、电力设施以及受灾人员、牲畜等伤亡信息，通过多种检测设备优势互补，节约了大量人力物力，同时将灾情风险分析结果进行数字化展示，极大的提高了各部门协同响应应急效率。
图4示出了本发明一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统4，该系统包括：存储器41、处理器42，所述存储器中包括一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法程序，所述一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
需要说明的是，所述的将岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型具体为，将现有的资料和现场踏勘的数据进行整理分类，将获取的图像信息进行预处理后进行视觉转换，按照体素的梯度值、灰度值及梯度方向计算体素的不透明度及颜色，然后按照对象空间或图像空间完成累加并通过光线投射进行像素的采样及色彩累积的操作，完成土体三维模型，将获取的数据信息通过数据插值的方式嵌入土体三维模型，并且将插值处理的数据进行加工，形成实时监测数据结合的土体三维模型。同时，采用多场信息耦合的方法的更新土体三维模型，包括生成地质构造、土体三维模型以及拟合生成物性信息的分界面，同时将工程勘察数据库和土体三维模型联合，建立工程地质土体三维模型服务器，开展三维地质分析。
需要说明的是，所述的岩土工程勘察数据信息包括目标区域遥感数据、地层信息数据、构造信息数据、岩性信息数据及历史文献中记载数据的一种或两种及以上的组合；所述土体实时监测数据包括土体水文地质数据、土体岩土地质数据及特殊性岩土信息数据的一种或两种及以上的组合。
根据本发明实施例，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
需要说明的是，所述的通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息，具体为：根据监测数据时间序列获取预设监测阶段内的土体位移及倾斜角度变化，并根据所述土体位移及倾斜角变化在土体三维模型获取土体的坐标变化，按照预设计算方式对土体变形信息进行量化计算，具体为：
其中，
表示土体变形信息量化值，
表示预设监测阶段总数，
表示监测阶段项
数，
表示量化系数，
表示在
时刻土体的坐标信息，
表示土体原始坐标信息，
表示
在
时刻土体的倾斜角度，
表示土体的原始倾斜角度，
表示误差函数。
根据本发明实施例，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
需要说明的是，还包括，根据所述历史相似气象信息进行地质灾害的提前防治，具体为：
获取预设工期内目标区域的阶段气象信息，根据所述阶段气象信息提取气象特征；
根据所述气象特征建立数据索引在数据库中获取历史气象信息；
根据预设计算方式计算所述历史气象信息与所述阶段气象信息的相似度；
根据所述相似度按照倒叙排序将数据库中历史气象信息进一步匹配，计算匹配度得分，并预设得分阈值；
若所述得分大于所述得分阈值，则将历史气象信息进行提取，并通过对应的监测数据时间序列获取历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况；
根据所述历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况进行预设工期内地质灾害的提前防治。
根据本发明实施例，在地质灾害预警模型的基础上，建立地质灾害损失风险预警模型，对岩土工程施工区域内地质灾害造成的损失风险进行预警，具体为：
采集岩土工程施工区域内土体实时监测数据，根据所述土体实时监测数据选取造成地质灾害的重要影响因子；
确定所述重要影响因子的对地质灾害的影响程度，并根据所述影响程度获取重要影响因子的权重；
根据岩土工程施工周期、土地利用数据及地质灾害预演损坏工程面积信息分析岩土工程的经济价值和生态价值，获得地质灾害造成岩土工程的综合价值损失；
建立地质灾害损失风险预警模型，确定地质灾害对岩土工程施工带来的损失风险等级。
所述地质灾害损失风险预警模型的表达式为：
其中，
表示地质灾害损失风险的预警等级，
表示模型参数，
表示重要影响因子
的项数，
表示重要影响因子，
表示重要影响因子的权重信息，
表示地质灾害预警模型
预警等级，
表示地质灾害造成岩土工程的综合价值损失。
根据本发明实施例，当岩土工程施工区域内监测到地质灾害预警，根据预警信息通过大数据分析生成应对方案，具体为：
当岩土工程施工区域内监测到地质灾害预警时，根据实时监测数据通过土方三维模型进行地质灾害预演；
根据地质灾害监测与地质灾害预演的研判结果规划撤退路线，调用应急指挥系统通过广播指挥施工人员撤离；
同时通过地质灾害预演的研判结果基于大数据分析生成灾情对应方案，并进行灾情对应方案的可行性分析；
当所述灾情对应方案的可行性大于预设阈值时，将所述灾情对应方案作为应急处理方案；
在地质灾害发生后，根据所述应急处理方案进行相关部署，防范次生灾害的发生。
需要说明的是，通过土方三维模型对地质灾害进行提前预演规划了岩土工程现场施工人员的撤离路线，有效避免了现场施工人员面对地质灾害时由于恐慌而造成的撤离混乱，确保了撤离的高效及有序，同时根据地质灾害的提前预演，对地质灾害的波及范围进行大概估算，并生成应急处理方案，在灾情发生后第一时间进行相关措施的部署，对毁坏的道路及电力设施进行抢修，加强对地质灾害造成的新的灾害隐患点的监测、以及危旧房、山塘水库区域的巡查，防范次生灾害的发生。
根据本发明实施例，岩土工程施工区域内地质灾害发生后，通过对灾情的监测确定灾害等级，具体为:
获取岩土工程施工区域内的灾区遥感图像信息，集成地面实时数据监测系统，在地质灾害范围内地表数据信息进行快速提取；
通过灾害评估指标，对地质灾害范围内地表数据信息进行研判，评估范围内损失，确定地质灾害等级信息；
同时通过所述遥感图像信息及地表数据信息，进行灾情风险分析生成数字化报告，将所述数字化报告发送到各级灾害应急决策部门，各部门共同决议形成灾害救援方案；
并将所述地表数据信息结合气象信息及地质灾害等级信息存入数据库。
需要说明的是，地质灾害范围内地表数据信息进行快速提取，快速获取地质灾害范围内的耕地、林地、草地、道路、房屋建筑、工矿企业、桥梁、电力设施以及受灾人员、牲畜等伤亡信息，通过多种检测设备优势互补，节约了大量人力物力，同时将灾情风险分析结果进行数字化展示，极大的提高了各部门协同响应应急效率。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、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。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的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。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，包括：
获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，所述的岩土工程勘察数据信息包括目标区域遥感数据、地层信息数据、构造信息数据、岩性信息数据及历史文献中记载数据的一种或两种及以上的组合；所述土体实时监测数据包括土体水文地质数据、土体岩土地质数据及特殊性岩土信息数据的一种或两种及以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
4.根据权利要求3所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，所述的通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息，具体为：根据监测数据时间序列获取预设监测阶段内的土体位移及倾斜角度变化，并根据所述土体位移及倾斜角变化在土体三维模型获取土体的坐标变化，按照预设计算方式对土体变形信息进行量化计算，具体为：
其中，
表示土体变形信息量化值，
表示预设监测阶段总数，
表示监测阶段项数，
表示量化系数，
表示在
时刻土体的坐标信息，
表示土体原始坐标信息，
表示在
时
刻土体的倾斜角度，
表示土体的原始倾斜角度，
表示误差函数。
5.根据权利要求1所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
6.根据权利要求1所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法，其特征在于，还包括：
获取预设工期内目标区域的阶段气象信息，根据所述阶段气象信息提取气象特征；
根据所述气象特征建立数据索引在数据库中获取历史气象信息；
根据预设计算方式计算所述历史气象信息与所述阶段气象信息的相似度；
根据所述相似度按照倒叙排序将数据库中历史气象信息进一步匹配，计算匹配度得分，并预设得分阈值；
若所述得分大于所述得分阈值，则将历史气象信息进行提取，并通过对应的监测数据时间序列获取历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况；
根据所述历史时段内的地质数据变化情况及地质灾害情况进行预设工期内地质灾害的提前防治。
7.一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括一种岩土工程中地质灾害的监测预警方法程序，所述一种岩土工程中地质灾害的监测预警的方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取岩土工程勘察数据信息，将所述岩土工程勘察数据进行预处理，采用建模软件生成土体三维模型；
获取土体实时监测数据，将所述土体实时监测数据导入所述土体三维模型；
将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，将所述土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析；
当数据偏差大于预设阈值时，则通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
8.根据权利要求7所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统，其特征在于，所述的将所述土体实时监测数据结合气象数据建立数据库，具体为：
根据土体实时监测数据与岩土工程周期匹配生成监测数据时间序列，对所述监测数据时间序列进行分割提取，移除异常数据；
将移除异常数据后的监测数据时间序列进行聚合，得到新的监测数据时间序列；
通过监测数据时间序列获取土体在受力条件改变后的变形信息；
将所述变形信息与各时间节点对应的气象信息进行匹配，建立土体时间节点信息；
将所述土体时间节点信息存入数据库，并保持所述数据库的实时数据读写及存储。
9.根据权利要求7所述的一种岩土工程中地质灾害的监测预警系统，其特征在于，当实时监测数据与数据库中原始数据的数据偏差大于预设阈值时，通过地质灾害预警模型根据数据偏差进行预警等级分析，并生成预警信息，具体为：
获取土体实时监测数据量化值，并获取目标区域的实时气象预警等级信息，建立基于阈值分级的地质灾害预警模型；
通过土体实时监测数据与数据库中原始数据进行对比分析，生成偏差率，根据所述偏差率及所述实时气象预警等级信息生成预警系数；
将所述预警系数输入所述地质灾害预警模型生成第一预警阈值及第二预警阈值；
当预警系数小于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害初级预警；当预警系数位于第一预警阈值和第二预警阈值之间时，工程所属范围内启动地质灾害中级预警；当预警系数大于第一预警阈值时，工程所属范围内启动地质灾害高级预警；
将所述预警信息按照预设方式进行发送，并按预设显示方式进行显示。
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