CN114333247A - 一种灾害检测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灾害检测预警系统，包括：数据中心、气象模块、雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块、分析模块、提示模块、预警模块；雨水检测模块，用于实时检测果园区域的降水量；风速检测模块，用于实时检测果园区域的风速；土质检测模块，用于检测果园区域地面表层的土质结构；定点扫描模块，用于监控果园内易发生泥石流、山体滑坡的区域，这些区域包：坡度大于10°的坡面区域；有断层的区域；岩土类型地质区域；植被覆盖低于40％的区域。该灾害检测预警系统，通过全面的收集可能引发泥石流或山体滑坡的影响数据，并进行综合分析，使预警结果更加准确。

Description

一种灾害检测预警系统

技术领域

本发明涉及灾害预计技术领域，具体为一种灾害检测预警系统。

背景技术

随着人们对水果的需求越来越大，许多气候适宜的地区都开始建设大型种植基地，苹果、梨等果树园大多都位于丘陵地区，在上坡或山顶的平缓处种植果树。

由于果园在丘陵地区，在梅雨和暴雨季节降水量大时，容易发生山体滑坡和泥石流，影响果园的收益，因此我们提出了一种灾害检测预警系统来解决问题。

发明内容

为了克服突发泥石流，造成严重危害的问题，本发明的目的在于提供一种灾害检测预警系统，具有提前预警泥石流的作用。

本发明为实现技术目的采用如下技术方案：一种灾害检测预警系统，包括：数据中心、气象模块、雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块、分析模块、提示模块、预警模块；

雨水检测模块，用于实时检测果园区域的降水量；

风速检测模块，用于实时检测果园区域的风速；

土质检测模块，用于检测果园区域地面表层的土质结构；

定点扫描模块，用于监控果园内易发生泥石流、山体滑坡的区域，这些区域包：

坡度大于10°的坡面区域；

有断层的区域；

岩土类型地质区域；

沟哇区域；

植被覆盖低于40％的区域；

巡航扫描模块，用于在果园上空巡航扫描，配合定点扫描模块完善果园地表信息，需要记录的地表信息包括：

地面坡度；

植被覆盖面积；

地表碎石、泥块、人工杂物的数量；

数据中心，用于记录雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块上传的数据；

气象模块，用于监控实施地气象局发布的最新天气信息；

分析模块，用于通过数据中心提供的数据分析果园内各区域发生泥石流的概率；

提示模块，用于在泥石流发生概率超过10％时，进行提示，果园工作人员制定处理方案；

预警模块，用于在泥石流发生概率超过50％时，进行预警，果园工作人员制定处理方案。

一种灾害检测预警系统运行方法，步骤包括：

S1、巡航扫描模块在果园上空巡航拍摄，得到果园的初步地形图，上传数据中心；

S2、通过土质检测模块扫描果园地表土层，查看土质结构，并根据这些数据进行区域划分，上传数据中心；

S3、在果园中心处设立雨水检测模块、风速检测模块；

根据数据中心提供的果园信息，在坡度大于10°的坡面区域、有断层的区域、岩土类型地质区域、沟哇区域旁边设立定点扫描模块，对这些区域进行监控，将监控信息上传数据中心，通过两个视角的图像，得到果园的大致地貌图和定点区域的详细地貌图；

S4、分析模块根据土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块提供的信息，计算定点监控区域发生泥石流和山体滑坡的可能性N：

N＝A+B+C+D+E

A为坡度在可能性N中所占的百分比，坡度每增加2°，百分比增加1％，A的最大影响百分比为30％；

B为断层在可能性N中所占的百分比，断层深度每增加0.5m，百分比增加1％，B的最大影响百分比为10％；

C为土质在可能性N中所占的百分比，岩土占比每增加5％，百分比增加1％，C的最大影响百分比为20％；

D为植被覆盖面积在可能性N中所占的百分比，植被覆盖面积每减少5％，百分比增加1％，D的最大影响百分比为20％；

E为地表碎石、泥块、非自然杂物的数量在可能性N中所占的百分比，断层深度每增加0.5m，百分比增加1％，E的最大影响百分比为20％；

S5、将分析模块分析的发生泥石流和山体滑坡的可能性N标注在对应区域；

S6、设定降水量对可能性N的影响为F；

S7、当气象模块监测到未来有雨时，根据降水大小，带入F，重新计算可能出现泥石流和山体滑坡的可能性N1；

当N≤10时，不带入；10＜N＜50时，正常带入；N≥50时，F带入时乘以2；

S8、下雨时，雨水检测模块监测实际降水量，将影响值F1带入分析模块，按S7的步骤算出可能性N 2；

S9、根据N、N 1、N 2的数据，选择在对应的阶段启动提示模块或预警模块，让工作人员制定应对方案。

作为优化，所述雨水检测模块包括立杆、集水桶、水位测量设备、太阳能板；

使用时通过单位时间内的集水量判断降水量。

作为优化，所述雨水检测模块包括立杆、激光发射器、激光接收板、光影捕捉设备、太阳能板；

使用时根据在空气中激光折射和反射情况，判断雨滴密度，计算降水量。

作为优化，所述雨水检测模块和风速检测模块均高于果树。

作为优化，所述定点扫描模块正常工作时每小时扫描一次，雨天十分钟扫描一次

作为优化，所述巡航扫描模块通过无人机群组成，每周巡航一次。

作为优化，所述得到可能性N后的处理方案包括：植被移植，土质改造、沟渠清理、坡面和断层挖掘；

得到可能性N1后的处理方案包括：沟渠清理、坡面和断层挖掘、果树加固、紧急采摘；

得到可能性N2后的处理方案包括：人员、设备撤离；

本发明具备以下有益效果：

1、该灾害检测预警系统，通过全面的收集可能引发泥石流或山体滑坡的影响数据，并进行综合分析，使预警结果更加准确。

2、该灾害检测预警系统，通过两种雨水检测模块设计，在有大片空旷区域的果园，可以采用实施例2提供的雨水检测模块，成本低，易维修保养；

在没有大片空旷区域的果园可以采用实施了3提供的雨水检测模块，设备位于树冠上方，不怕遮挡，而且所用器件体积较小，抗风效果好。

3、该灾害检测预警系统，通过进行三阶段的数据分析，可能性N阶段，为超前预估，根据评估结果，工作人员有充足的时间进行治理、改善，避免灾害的发生；

可能性N1阶段，为提前预估，根据评估结果，工作人员可以进行紧急防护，避免灾害的发生或减少损失；

可能性N2阶段，为即将发生，根据评估结果，工作人员需要及时撤离，保证安全；

三阶段的数据分析给了工作人员提前准备时间的同时，也能在实际情况突然恶化后，及时发现，提高了防护效果。

附图说明

图1为本发明结构模块图。

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。

实施例1

请参阅图1，一种灾害检测预警系统，包括：数据中心、气象模块、雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块、分析模块、提示模块、预警模块；

雨水检测模块，用于实时检测果园区域的降水量；

风速检测模块，用于实时检测果园区域的风速；

土质检测模块，用于检测果园区域地面表层的土质结构；

定点扫描模块，用于监控果园内易发生泥石流、山体滑坡的区域，这些区域包：

坡度大于10°的坡面区域；

有断层的区域；

岩土类型地质区域；

沟哇区域；

植被覆盖低于40％的区域；

巡航扫描模块，用于在果园上空巡航扫描，配合定点扫描模块完善果园地表信息，需要记录的地表信息包括：

地面坡度；

植被覆盖面积；

地表碎石、泥块、人工杂物的数量；

数据中心，用于记录雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块上传的数据；

一种灾害检测预警系统运行方法，步骤包括：

S1、巡航扫描模块在果园上空巡航拍摄，得到果园的初步地形图，上传数据中心；

S2、通过土质检测模块扫描果园地表土层，查看土质结构，并根据这些数据进行区域划分，上传数据中心；

S3、在果园中心处设立雨水检测模块、风速检测模块；

根据数据中心提供的果园信息，在坡度大于10°的坡面区域、有断层的区域、岩土类型地质区域、沟哇区域旁边设立定点扫描模块，对这些区域进行监控，将监控信息上传数据中心，通过两个视角的图像，得到果园的大致地貌图和定点区域的详细地貌图；

通过全面的收集可能引发泥石流或山体滑坡的影响数据，并进行综合分析，使结果更加准确。

进一步的

定点扫描模块采用太阳能供电，定点扫描模块正常工作时每小时扫描一次，雨天十分钟扫描一次，间断性扫描更加省电；

巡航扫描模块通过无人机群组成，每周巡航一次，暴雨天不工作。

实施例2

雨水检测模块包括立杆、集水桶、水位测量设备、太阳能板；

使用时通过单位时间内的集水量判断降水量。

实施例3

雨水检测模块包括立杆、激光发射器、激光接收板、光影捕捉设备、太阳能板；

使用时根据在空气中激光折射和反射情况，判断雨滴密度，计算降水量。

雨水检测模块和风速检测模块均高于果树。

通过两种雨水检测模块设计，在有大片空旷区域的果园，可以采用实施例2提供的雨水检测模块，成本低，易维修保养；

在没有大片空旷区域的果园可以采用实施了3提供的雨水检测模块，设备位于树冠上方，不怕遮挡，而且所用器件体积较小，抗风效果好。

实施例4

请参阅图1，一种灾害检测预警系统，包括：数据中心、气象模块、雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块、分析模块、提示模块、预警模块；

雨水检测模块，用于实时检测果园区域的降水量；

风速检测模块，用于实时检测果园区域的风速；

土质检测模块，用于检测果园区域地面表层的土质结构；

定点扫描模块，用于监控果园内易发生泥石流、山体滑坡的区域，这些区域包：

坡度大于10°的坡面区域；

有断层的区域；

岩土类型地质区域；

沟哇区域；

植被覆盖低于40％的区域；

巡航扫描模块，用于在果园上空巡航扫描，配合定点扫描模块完善果园地表信息，需要记录的地表信息包括：

地面坡度；

植被覆盖面积；

地表碎石、泥块、人工杂物的数量；

数据中心，用于记录雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块上传的数据；

气象模块，用于监控实施地气象局发布的最新天气信息；

分析模块，用于通过数据中心提供的数据分析果园内各区域发生泥石流的概率；

提示模块，用于在泥石流发生概率超过10％时，进行提示，果园工作人员制定处理方案；

预警模块，用于在泥石流发生概率超过50％时，进行预警，果园工作人员制定处理方案。

一种灾害检测预警系统运行方法，步骤包括：

S1、巡航扫描模块在果园上空巡航拍摄，得到果园的初步地形图，上传数据中心；

S2、通过土质检测模块扫描果园地表土层，查看土质结构，并根据这些数据进行区域划分，上传数据中心；

S3、在果园中心处设立雨水检测模块、风速检测模块；

根据数据中心提供的果园信息，在坡度大于10°的坡面区域、有断层的区域、岩土类型地质区域、沟哇区域旁边设立定点扫描模块，对这些区域进行监控，将监控信息上传数据中心，通过两个视角的图像，得到果园的大致地貌图和定点区域的详细地貌图；

S4、分析模块根据土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块提供的信息，计算定点监控区域发生泥石流和山体滑坡的可能性N：

N＝A+B+C+D+E

A为坡度在可能性N中所占的百分比，坡度每增加2°，百分比增加1％，A的最大影响百分比为30％；

B为断层在可能性N中所占的百分比，断层深度每增加0.5m，百分比增加1％，B的最大影响百分比为10％；

C为土质在可能性N中所占的百分比，岩土占比每增加5％，百分比增加1％，C的最大影响百分比为20％；

D为植被覆盖面积在可能性N中所占的百分比，植被覆盖面积每减少5％，百分比增加1％，D的最大影响百分比为20％；

E为地表碎石、泥块、非自然杂物的数量在可能性N中所占的百分比，断层深度每增加0.5m，百分比增加1％，E的最大影响百分比为20％；

S5、将分析模块分析的发生泥石流和山体滑坡的可能性N标注在对应区域；

S6、设定降水量对可能性N的影响为F；

S7、当气象模块监测到未来有雨时，根据降水大小，带入F，重新计算可能出现泥石流和山体滑坡的可能性N1；

当N≤10时，不带入；10＜N＜50时，正常带入；N≥50时，F带入时乘以2；

S8、下雨时，雨水检测模块监测实际降水量，将影响值F1带入分析模块，按S7的步骤算出可能性N 2；

S9、根据N、N 1、N 2的数据，选择在对应的阶段启动提示模块或预警模块，让工作人员制定应对方案。

得到可能性N后的处理方案包括：植被移植，土质改造、沟渠清理、坡面和断层挖掘；

得到可能性N1后的处理方案包括：沟渠清理、坡面和断层挖掘、果树加固、紧急采摘；

得到可能性N2后的处理方案包括：人员、设备撤离。

通过进行三阶段的数据分析，可能性N阶段，为超前预估，根据评估结果，工作人员有充足的时间进行治理、改善，避免灾害的发生；

可能性N1阶段，为提前预估，根据评估结果，工作人员可以进行紧急防护，避免灾害的发生或减少损失；

可能性N2阶段，为即将发生，根据评估结果，工作人员需要及时撤离，保证安全；

三阶段的数据分析给了工作人员提前准备时间的同时，也能在实际情况突然恶化后，及时发现，提高了防护效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种灾害检测预警系统，其特征在于，包括：数据中心、气象模块、雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块、分析模块、提示模块、预警模块；

雨水检测模块，用于实时检测果园区域的降水量；

风速检测模块，用于实时检测果园区域的风速；

土质检测模块，用于检测果园区域地面表层的土质结构；

定点扫描模块，用于监控果园内易发生泥石流、山体滑坡的区域，这些区域包：

坡度大于10°的坡面区域；

有断层的区域；

岩土类型地质区域；

沟哇区域；

植被覆盖低于40％的区域；

巡航扫描模块，用于在果园上空巡航扫描，配合定点扫描模块完善果园地表信息，需要记录的地表信息包括：

地面坡度；

植被覆盖面积；

地表碎石、泥块、人工杂物的数量；

数据中心，用于记录雨水检测模块、风速检测模块、土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块上传的数据；

气象模块，用于监控实施地气象局发布的最新天气信息；

分析模块，用于通过数据中心提供的数据分析果园内各区域发生泥石流的概率；

提示模块，用于在泥石流发生概率超过10％时，进行提示，果园工作人员制定处理方案；

预警模块，用于在泥石流发生概率超过50％时，进行预警，果园工作人员制定处理方案。

2.一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于，步骤包括：

S1、巡航扫描模块在果园上空巡航拍摄，得到果园的初步地形图，上传数据中心；

S2、通过土质检测模块扫描果园地表土层，查看土质结构，并根据这些数据进行区域划分，上传数据中心；

S3、在果园中心处设立雨水检测模块、风速检测模块；

根据数据中心提供的果园信息，在坡度大于10°的坡面区域、有断层的区域、岩土类型地质区域、沟哇区域旁边设立定点扫描模块，将监控信息上传数据中心，通过两个视角的图像，得到果园的地貌概况图和定点区域的详细地貌图；

S4、分析模块根据土质检测模块、巡航扫描模块、定点扫描模块提供的信息，计算定点监控区域发生泥石流和山体滑坡的可能性N：

N＝A+B+C+D+E

A为坡度在可能性N中所占的百分比，最大为30％；

B为断层在可能性N中所占的百分比，最大为10％；

C为土质在可能性N中所占的百分比，最大为20％；

D为植被覆盖面积在可能性N中所占的百分比，最大为20％；

E为地表碎石、泥块、非自然杂物的数量在可能性N中所占的百分比，最大为20％；

S5、将分析模块分析的发生泥石流和山体滑坡的可能性N标注在对应区域；

S6、设定降水量对可能性N的影响为F；

S7、当气象模块监测到未来有雨时，根据降水大小，带入F，重新计算可能出现泥石流和山体滑坡的可能性N1；

当N≤10时，不带入；10＜N＜50时，正常带入；N≥50时，F带入时乘以2；

S8、下雨时，雨水检测模块监测实际降水量，将影响值F1带入分析模块，按S7的步骤算出可能性N2；

S9、根据N、N1、N2的数据，选择在对应的阶段启动提示模块或预警模块，让工作人员制定应对方案。

3.根据权利要求2所述的一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于：所述雨水检测模块包括立杆、集水桶、水位测量设备、太阳能板；

使用时通过单位时间内的集水量判断降水量。

4.根据权利要求2所述的一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于：所述雨水检测模块包括立杆、激光发射器、激光接收板、光影捕捉设备、太阳能板；

使用时根据在空气中激光折射和反射情况，判断雨滴密度，计算降水量。

5.根据权利要求2所述的一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于：所述定点扫描模块正常工作时每小时扫描一次，雨天十分钟扫描一次。

6.根据权利要求2所述的一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于：所述巡航扫描模块通过无人机群组成，每周巡航一次。

7.根据权利要求2所述的一种灾害检测预警系统运行方法，其特征在于：所述得到可能性N后的处理方案包括：植被移植，土质改造、沟渠清理、坡面和断层挖掘；

得到可能性N1后的处理方案包括：沟渠清理、坡面和断层挖掘、果树加固、紧急采摘；

得到可能性N2后的处理方案包括：人员、设备撤离。

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