[发明专利]一种基于三维GIS的实时滑坡预测预警系统

说明书

本发明提出一种基于三维GIS的实时滑坡预测预警系统，包括三维GIS子系统、三维地质建模子系统、滑坡预测子系统、滑坡预警子系统与无人机调度子系统。三维地质建模子系统按照预设时间周期发出建模指令，获得对应不同预设时间周期的多次三维地质建模信息；滑坡预测子系统的预处理模块对所述多次三维地质建模信息进行预处理；无人机调度子系统基于所述无人机调度指令调度无人机采集目标区域的补充图像数据；所述滑坡预测子系统基于所述补充图像数据和所述多次三维地质建模信息生成滑坡预测结果；当所述滑坡预测结果满足预警条件时，所述滑坡预警子系统发出预警信号。本发明能够在节省无人机资源的情况下同时获得实时滑坡预测预警结果。

技术领域

本发明属于地质灾害预防技术领域，尤其涉及一种基于三维GIS的实时滑坡预测预警系统。

背景技术

滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等影响，在重力的作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的现象。我国地质灾害的发生情况极为严重，其中，滑坡灾害是除地震灾害以外，排名第二大的地质灾害活动，每年造成了多达几十亿元的经济损失，导致了上千人的死伤。

滑坡监测有助于快速且清晰了解滑坡体的基本特征信息，掌握其发展初期至今的具体演变过程，为相关的研究人员提供了正确科学的治理依据，从而做出正确的滑坡发展情况的分析评价，以及提出科学合理的预测预报。同时，得到的与滑坡相应的监测结果也可以用来检验所提出的预报方式是否正确合理，若有不合适的地方，可及时进行改进。所以进行有效的滑坡监测，实现滑坡灾害的提前预知预报，就可以在最大程度上减少经济上的损失以及死伤人数.

传统的边坡监测技术主要以全站仪测量与摄影测量模式为主,全球导航卫星系统定位(globalnavigation satellite system，GNSS)作为现代成熟的变形监测技术，已广泛应用于山体滑坡等变形监测中，并且作为防灾减灾的主要手段之一，显著提高了社会和经济效益。随着近年来空间信息科学的发展，以全球导航卫星系统与GIS为代表的集成技术，为边坡安全监测系统的研究提供了有力的支撑。

中国发明专利申请公开文本CN111968019A提出一种基于CNN与RNN集成的滑坡灾害易发性预测方法，包括收集多源数据，通过多源数据提取滑坡致灾因子，将提取出来的滑坡致灾因子样本数据进行量化处理；构建滑坡灾害易发性评价模型，先分别构建基于卷积神经网络CNN和循环神经网络RNN的易发性模型，再利用平均集成方法将CNN与RNN模型融合起来进行易发性预测，对滑坡易发性模型进行精度评价，输出最终的滑坡灾害易发性预测图。该发明利用平均集成方法来融合CNN与RNN，能够获得性能更优越的易发性评价模型，可有效提高滑坡灾害易发性预测精度。

申请号为CN202010793543.9的中国发明专利申请提出一种滑坡位移预测方法，包括获取第一预设时间段内的第一坡面位移累计值；在Prophet模型中结合坡面对应的增长趋势、季节趋势、突发事件和噪声，根据第一坡面位移累计值分析坡面位移变化趋势；其中，增长趋势包括地形地貌、地层岩性、地质构造对坡面位移的影响；季节趋势包括降雨、温度对坡面位移的影响；突发事件包括地震、人工活动工程对坡面位移的影响；噪声为随机影响因素对坡面位移的影响；该发明基于Prophet框架进行滑坡位移的预测，充分考虑了各种环境因素对滑坡位移的影响，使得滑坡位移的预测结果更加准确。

然而，一方面，虽然随着测绘技术的飞速发展，水准仪、全站仪、GPS、RTK等单点定位技术早已全面使用并取得了令人瞩目的成就，但是在高陡山区地形测量却经常遇到困难，即便有免棱镜的全站仪也会遇到测量距离不够的限制；另一方面，在灾害预报监测、响应和评估等方面，时效性是灾害应急响应的生命。由于滑坡灾害突发性强且危害范围广，滑坡区域遥感数据的快速准确获取成为滑坡灾害应急救援和科学研判的前提和基础，但是卫星遥感受制于重返周期长和天气恶劣等因素的影响，导致其获取的数据时效性不强且精度不足，因此，上述两种数据采集手段难以直接为滑坡灾害提供应急服务。

发明内容