滑坡地质灾害远程监测预报系统及其工程应用

公路边坡滑坡地质灾害监测预警技术发布时间：2022-05-26T07:02:00.078Z 来源：《福光技术》2022年11期作者：黄春荣[导读] 因其隐蔽性高，突发性强，危害性大，故有必要对其开展专业监测和预警工作。

广西北投交通养护科技集团有限公司一分公司广西容县 530000 摘要：公路边坡在自然因素和人类活动因素影响下，很容易发生滑坡、崩塌、坍塌、剥落及落石等地质灾害，因其隐蔽性高，突发性强，危害性大，故有必要对其开展专业监测和预警工作。

关键词：公路；边坡；滑坡；地质灾害；监测；预警1边坡的主要类型边坡是指地表一切具有侧向临空面的地质体，通常由坡顶、坡面、坡脚以及地下一定深度内的岩土体组成。

关于其类型划分，国内至今尚无公认的统一方法。

目前比较常见的分类方法主要有以下几种：(1)根据坡体成分，将边坡划分为土质边坡、岩质边坡和土石边坡；(2)根据地形成因，将边坡划分为人工边坡和自然边坡；(3)根据坡体高度，将边坡划分为超高边坡(＞100m)、高边坡(50～100m)、中边坡(20～50m)和低边坡(＜20m)；(4)根据边坡坡度，将边坡划分为微斜边坡(＜5°)、平缓边坡(5°～15°)、陡坡(15°～35°)、急坡(35°～55°)、悬坡(55°～90°)和倒坡(＞90°)。

此外，还有根据人类工程活动的特点，将边坡划分为道路边坡、采矿边坡和建筑边坡以及根据人类工程的使用年限，将边坡划分为临时边坡(＜2a)和永久边坡(＞2a)等等。

2边坡滑坡变形及监测机理当坡体发生滑坡时，多具备以下三种特征：周期性、地域性和阶段性。

而滑坡的形成则要经历灾害孕育期、灾害成长期、灾害发生期，随着灾害的不断累积叠加，最后产生明显的宏观变形，引起山体滑坡。

因此，从边坡滑坡机理进行研究，探寻滑坡发生的周期规律，对于边坡滑坡监测预警可以起到很好的帮助作用。

058 陶志刚：砥砺创新，为滑坡灾害装上滑动力实时监测的“眼睛”截至今年，中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室科研秘书、副教授、硕士生导师陶志刚，累计发表学术论文120余篇，其中以第一作者（含通信作者）发表的文章14篇被SCI收录，16篇被EI （刊）收录，3篇被ISTP收录，14篇中文核心期刊论文。

独立出版专著1部，参编专著3部。

获16项发明专利授权（中国发明专利12项，日本发明专利1项，美国发明专利1项，欧洲发明专利1项）、12项实用新型专利授权、5项软件著作权。

陶志刚，2018年被评为中国能源研究会优秀青年能源科技工作者。

兼任中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会副秘书长，中国岩石力学与工程学会古遗址保护与加固工程专业委员会委员，山西省柳林能源与环境院士工作站副站长。

陶志刚师从中国科学院何满潮院士，以滑坡地质灾害（含发震断裂活动）深部力学监测预警和NPR新型结构材料超常力学特性实验为主要研究方向，主要从事岩土工程、地质工程、边坡工程、地震工程、隧道工程灾害监测预警及控制等方面的教学和科研工作。

2013年3月，中国矿业大学（北京）力学博士后出站。

2013年5月，陶志刚进入北京矿冶研究总院矿山所工作，2014年6月调入中国矿业大学（北京）工作。

2017年1月至11月期间，在本溪钢铁（集团）南芬露天铁矿挂职副总工程师，负责采场下盘危险边坡滑动力监测预警、治理和技术攻关；2017年12月至今，在山西省柳林县国土资源局挂职副局长，负责柳林县危险边坡稳定性监测预警系统建设和全县地质灾害监测智能化、信息化、网络化系统升级。

近五年，陶志刚作为项目负责人主持国家自然科学基金1项、中国博士后科学基金面上项目1项、中央高校基本科研业务费专项资金项目4项、浙江省山体地质灾害防治协同创新中心开放基金1项；作为技术骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、北京市自然科学基金和浙江省重点研发项目等12项国家纵向研究课题。

基于物联网技术的山体滑坡监测及预警系统设计陈炜峰;席万强;周峰;刘云平【摘要】为了有效解决传统山体滑坡监测预警系统有线传输、人工播报的弊端，利用单片机采集滑坡位移、加速度信息，解析后将数据通过GPRS网络传送至监控系统控制站，控制站负责数据的分析及指令发送。

当预警平台接收到控制站发送的报警指令后，将会启动警报器，并向相关人员发送一条预警短信。

实践表明：该系统采用无线传输、智能播报的方式，成功实现了控制站对监控地区的远程实时监测及预警，保证了该设计的可行性。

%In order to solve the drawbacks of the traditional landslide monitoring and warning system in the wired transmission and artificial broadcasing,the acquisition of landslide displacement and acceleration information by using SCM,after resolving the date through the GPRS network transmission to the monitoring system control station,control station is responsible for the date analysis and the instruction sended. After the warning platform receives an instruction which is from the control station,it will start the alarm and send a warning message to the relevant personnel. Practice shows that the system uses wireless transmission and intelligent broadcasting,the successful implementation of the control station for monitoring area of remote real-time monitoring and early warning,to ensure the feasibility of the design.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P279-282)【关键词】山体滑坡;监测;预警;无线传输;智能播报【作者】陈炜峰;席万强;周峰;刘云平【作者单位】南京信息工程大学信息与控制学院，南京210044;南京信息工程大学信息与控制学院，南京210044;南京易周能源科技有限公司，南京210015;南京信息工程大学信息与控制学院，南京210044【正文语种】中文【中图分类】TP277山体滑坡是山区最常见的地质灾害之一，它严重威胁人民的生命财产安全，破坏工程设施，影响正常的生产和生活，给国民经济和人民生命财产带来重大损失。

地质灾害监测系统平台
地质灾害监测系统平台是针对发生在地质环境中的各类灾
害事件，如地震、滑坡、泥石流、地面塌陷等，进行监测
与预警的专业化平台。

该平台主要包括以下几个模块：
1. 监测设备模块：通过部署地震监测仪器、地表变形监测
设备、雷达遥感仪器等硬件设备，实时监测地质环境中的
各项参数，如地震震级、地表位移、地下水位等。

2. 数据采集模块：将通过监测设备获取到的数据进行采集、整理和存储，建立完整的地质监测数据库。

3. 数据分析模块：对采集到的数据进行处理和分析，通过
数据挖掘、模型建立和专家经验，提取出地质灾害预警的
关键指标，并进行风险评估和预测。

4. 预警与预报模块：基于数据分析模块的结果，结合实时监测数据，对可能发生的地质灾害进行预警和预报，并通过短信、邮件等方式及时通知相关部门和群众，提前做好应对准备。

5. 空间信息模块：通过地理信息系统（GIS）技术，将监测数据和预警结果与地图等空间数据进行融合，实现对地质灾害监测的空间展示和分析，并提供专业的地理空间决策支持。

6. 管理控制模块：包括系统的运行管理、用户权限管理、数据维护和系统配置等功能，确保地质灾害监测系统平台的正常运行和安全性。

地质灾害监测系统平台可以提供实时的监测数据和预警信息，帮助相关部门和人员及时制定防灾减灾措施，减少地质灾害带来的损失和影响。

地质灾害防治技术的创新与应用地质灾害，犹如大自然中隐藏的猛兽，时刻威胁着人类的生命和财产安全。

地震、滑坡、泥石流、地面塌陷等灾害一旦发生，往往会带来巨大的破坏和损失。

为了有效应对这些威胁，地质灾害防治技术的创新与应用显得尤为重要。

近年来，随着科技的不断进步和对地质灾害研究的深入，一系列创新的防治技术应运而生，并在实际应用中取得了显著成效。

在监测技术方面，传统的监测手段往往存在精度不高、实时性差等问题。

而如今，卫星遥感技术、无人机技术以及高精度传感器的应用，极大地提高了监测的准确性和及时性。

卫星遥感可以对大面积的区域进行宏观监测，快速发现可能存在的地质灾害隐患区域。

无人机则能够在复杂地形中灵活飞行，获取高分辨率的影像数据，为灾害评估提供详细的信息。

高精度传感器能够实时监测地质体的微小变形和位移，提前发出预警信号。

例如，在某山区的滑坡监测中，通过卫星遥感发现了山体表面的细微变化，随后利用无人机进行了近距离的详细勘查，确定了潜在的滑坡体范围。

同时，在关键部位安装的高精度位移传感器实时传输数据，当位移量达到预警阈值时，及时通知了当地居民进行疏散，成功避免了人员伤亡和财产损失。

在预警预报技术方面，大数据和人工智能技术的融入为地质灾害的预测提供了新的思路。

通过收集大量的历史地质灾害数据、气象数据、地形地貌数据等，利用数据分析和机器学习算法，可以建立更加准确的灾害预测模型。

这些模型能够综合考虑多种因素的影响，对地质灾害的发生概率和规模进行预测，为提前采取防范措施提供科学依据。

比如，某地在汛期前利用建立的地质灾害预警模型，结合实时的气象数据和地质监测数据，成功预测了一次可能发生的泥石流灾害，并提前组织了周边居民的转移，最大限度地减少了灾害损失。

地质灾害的防治不仅需要及时的监测和预警，还需要有效的治理措施。

在治理技术方面，新型的支挡结构、锚固技术以及生态修复技术不断涌现。

新型的支挡结构，如抗滑桩与锚索框架的组合结构，能够更好地抵抗滑坡体的推力，提高了治理工程的稳定性。

遥感技术在地质灾害调查中的应用及前景地质灾害遥感调查正由示范性实验阶段步入全面推广的实用性阶段。

地质灾害的日益严重和对突发性地质灾害抢灾救灾工作的时效性要求，应用遥感技术开展地质灾害调查是极其必要的，是当代高新技术发展的必然趋势.遥感技术特点及其它相关高新技术的高速发展，已使地质灾害遥感调查成为可能。

遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程。

应用遥感技术开展地质灾害调查具有广阔的前景。

全面推广地质灾害遥感调查,有待于遥感工作者和地质灾害工作者的共同努力。

一、地质灾害遥感调查的历史回顾近20年来，随着航空航天对地观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究,遥感技术得到了迅猛的发展，在实用化方向上迈出了重要的一步，并被广泛应用于各种国土资源调查与环境评价及灾害监测中。

遥感技术应用于地质灾害调查,可追溯到上世纪70年代末期.在国外，开展得较好的有日本、美国、欧共体等。

日本利用遥感图像编制了全国1/5万地质灾害分布图；欧共体各国在大量滑坡、泥石流遥感调查基础上，对遥感技术方法进行了系统总结，指出了识别不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流所需的遥感图像的空间分辨率，遥感技术结合地面调查的分类方法,可以用GPS测量及雷达数据,监测滑坡活动可能达到的程度。

我国利用遥感技术开展地质灾害调查起步较晚，但进展较快。

我国地质灾害遥感调查是在为山区大型工程建设或为大江大河洪涝灾害防治服务中逐渐发展起来的。

80年代初，湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查工作。

有关单位先后在雅砻江二滩电站、红水河龙滩电站、长江三峡工程、黄河龙羊峡电站、金沙江下游落渡、白鹤滩及乌东清电站库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查;从80年代中期起,又分别在宝成、宝天、成昆铁路等沿线进行了大规模的航空摄影,为调查地质灾害分布及其危害提供了信息源。

90年代起,在主干公路及铁路选线，如京九铁路沿线等也使用了地质灾害遥感调查技术。

GIS在地质灾害风险评价中的应用研究进展2008年第4期加入时间：2008-11-25 10:07:28 点击：470摘要：我国地质灾害频繁，造成损失极大，引人注目。

地质灾害风险评价是为实施非工程减灾措施提供科学和基础。

文章在概述地质灾害风险评价方法的基础上，着重阐述GIS在地质灾害风险评价中应用的历史、现状关键词：地质灾害；地质灾害风险评价；GIS中图分类号：TP75：P642.2 文献标识码：A 文章编号：1006—0995(2008)04—我国是世界上地质灾害最严重的少数国家之一，每年造成数千人死亡，直接经济损失占国家财政收入的1/6至会经济发展中人类活动的增强，地质灾害给人民生命财产带来的损失将以更快的速度增长，并严重影响国家的可因此，地质灾害风险评价具有重要的理论和现实意义。

1 地质灾害风险相关概念1）地质灾害的概念。

地质灾害的内涵应该包括两个方面，即致灾的动力条件和灾害事件的后果。

因此，地质灾用所引发的对人类生命、财产和人类生存发展环境造成破坏损失的现象。

2）风险的概念。

“风险”即英文Risk。

韦伯字典将风险定义为“面临的伤害或损失的可能性”。

联合国人道主义事务于1991年和1992年两次正式公布了自然灾害风险的定义：“风险是在一定区域和给定时段内，由于某一自然人们生命财产和经济活动的期望损失值。

”这一定义已得到了国内外许多学者和国际组织机构的认同［1-3］。

3）地质灾害风险。

地质灾害风险具有客观性和不确定性。

客观性是指地质灾害形成、发展、运动过程中各种不客观存在，不以人们的意志而转移。

地质灾害的发生是由很多因素促成的，而主要受地貌条件、地质构造、岩性水文条件、人类活动的制约，其变化具有不确定性，具有随机性。

人类采取预防措施，有可能弱化或减少一些不但人类不合理的工程活动又可能诱发和加大这些不确定性因素,使灾害风险增大。

因此，地质灾害风险可定义为生并导致一定损失水平的可能性［4］。

其表达式为：风险度（Risk）=危险度(Hazard)×易损度(Vulnerabil 危险度是灾害规模和发生概率的函数；易损度是承灾体人口、财产、经济和环境的函数；风险度是地质灾害自然属性的结合，表达为危险度和易损度的乘积。

遥感技术在滑坡泥石流等地质灾害中的监测应用研究近年来，随着高空间、高光谱、雷达卫星遥感成像系统的迅速发展，遥感理论不断的完善，遥感技术也得到了突飞猛进的增长。

本文叙述了遥感技术在滑坡泥石流等地质灾害中的监测应用研究。

并介绍了近几十年来遥感技术的研究现状与地质灾害遥感解译中的常用技术，同时佐以2010年发生在甘肃舟曲的泥石流灾害作为具体研究对象，分析其影像特征，作为遥感技术在滑坡泥石流等地质灾害中的应用实例，同时针对泥石流的发生并提出具体的灾害防治建议。

关键词：遥感，泥石流，舟曲第一章绪论1.1 研究背景地质灾害，是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。

比如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

我国幅员广阔，960万平方公里的土地上各种地形地貌鳞次栉比，受制于多样的地形地貌，我国也因此是世界受地质灾害影响最为严重的国家之一。

据不完全统计，自上世纪80年代末至90年代初，我国每年由于地质灾害所造成的损失即达到100多亿元，受灾导致300多人死亡。

紧接着的90年代中期，由于受地质灾害影响，每年经济损失骤然拔高达到200多亿元，也因此造成了每年至少一千人因受灾导致的死亡。

截止近年，全国总共查明地质灾害隐患点16万多处，重大隐患点则有2000多处，严重威胁着1150万人和2000亿元生命财产安全，同时有50%以上的国土面积也或多或少地受到地质灾害的威胁。

全国至少有400多个县（市），1万多村庄收到崩塌、滑坡、泥石流的威胁，地质灾害对人民群众的生命财产造成了严重的威胁。

因而对于地质灾害的防控监测，迫在眉睫。

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。

常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。

地质灾害风险评估及其预警系统地质灾害是指由自然地质因素作用于人类活动区域造成的突发灾害事件，包括山体滑坡、泥石流、地震等。

这些灾害不仅给人类带来生命上的损失，同时也会给社会和经济造成不可挽回的损失。

因此，地质灾害风险评估及其预警系统的建设变得非常重要。

地质灾害风险评估是指对某一地区内可能发生的地质灾害进行全面、系统的分析、判断，确定灾害的分布、程度和可能的危害范围，以及灾害可能对人类和物质造成的影响程度。

通过风险评估，人们可以将潜在的地质灾害风险进行科学判断，从而制定合理的避灾措施，并降低灾害损失。

地质灾害预警系统是指在进行风险评估的基础上，根据地质灾害的特点和规律，将风险进行现场监测，及时获取灾害相关信息，并预告、预报可能发生的灾害危险等级和可能造成的影响范围。

通过预警系统，人们可以在灾害发生前及时采取措施，避免或者减少灾害对生命和财产的损伤。

地质灾害风险评估和预警系统的建设在我国已经展开，其中，地震灾害是最为重要的风险评估和预警对象之一。

近年来，我国逐渐建立了一套完整的地震监测预警体系，可以在地震发生时迅速进行预警。

据相关数据显示，2019年我国实现了全国地震预警，共计968次，在地震发生时提供了0.4秒至67秒的预警时间，向众多地区发出预警消息，成功挽救了众多生命。

除了地震预警系统以外，山体滑坡、泥石流等灾害的风险评估和预警系统建设也在不断进行。

其中，山体滑坡和泥石流通常需要对潜在危险区域的地质条件和监测数据进行全面分析和判断，通过简单的卫星监测和地质勘探技术等手段获取关键数据，从而进行科学判断。

同时，通过物联网技术和云计算手段，使得整个预警系统具备高效性和实时性，进一步提高灾害预警的准确率。

然而，地质灾害的风险评估和预警系统建设仍然存在缺陷。

其中，最主要的问题是数据不够完备，这造成了风险评估的不准确性。

同时，在预警系统的建设中，预警的准确率仍然需要进一步提升。

因此，需要针对这些问题开展深入研究，并对该领域的相关技术和设备进行升级和完善，从而更好地服务人们的生产和生活。

浅析多道瞬态面波在滑坡地质灾害勘察工程中应用【摘要】多道瞬态面波是一种常用于地质勘察的技术，其特点包括便捷高效、准确性高等。

滑坡地质灾害严重威胁人们的生命财产安全，因此对其勘察显得尤为重要。

多道瞬态面波技术在滑坡地质灾害勘察中发挥着重要作用。

本文介绍了多道瞬态面波技术的原理，通过实例分析了其在滑坡地质灾害勘察中的应用，并对其优势和局限性进行了探讨。

对比了多道瞬态面波与传统勘察方法的差异，展望了多道瞬态面波技术在滑坡地质灾害预测中的发展前景。

通过本文的研究，可以看出多道瞬态面波技术在滑坡地质灾害勘察工程中的重要性，为未来的发展提供了方向和应用前景，该技术在滑坡地质灾害勘察中具有广阔的应用前景。

【关键词】瞬态面波、滑坡地质灾害、勘察工程、多道技术、应用案例、优势、局限性、预测、发展前景、重要性、未来发展、总结。

1. 引言1.1 瞬态面波的特点瞬态面波是指沿地表传播的一种特殊类型的地震波，其特点主要包括以下几点：1. 速度快：瞬态面波在岩土体内部传播速度比S波快，通常高于500m/s，能够快速传播，有助于提高勘察效率和准确性。

2. 能量强：瞬态面波的能量集中在较狭窄的频带内，震幅较大，对地下岩土体的高频振动更为敏感，能够检测到地下构造的微小变化。

3. 适应性强：瞬态面波对不同类型的地质结构和介质具有较强的适应性，能够穿透复杂的地质体，传播距离较远，对地下结构具有较好的分辨能力。

4. 可靠性高：瞬态面波的特点使其在地质灾害勘察工程中具有较高的可靠性和稳定性，能够提供准确的勘察数据，为灾害预测和防范提供重要依据。

瞬态面波具有速度快、能量强、适应性强和可靠性高的特点，使其在滑坡地质灾害勘察工程中发挥重要作用。

1.2 滑坡地质灾害的危害性滑坡地质灾害是指在山坡或者峭壁上由于重力作用使得坡体发生运动而引发的灾害。

这种灾害形式危害性极大，因为它可以直接摧毁房屋、道路、桥梁等建筑物，导致人员财物的严重损失。

滑坡还可能导致土石坍塌，形成堰塞湖，造成严重的次生灾害，危及更广泛的地区。

北斗卫星导航系统在减灾救灾方面的应用一．关于北斗卫星导航系统中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS是中国自行研制的全球卫星导航系统。

是继美国全球定位系统（GPS、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。

北斗卫星导航系统（BDS和美国GPS俄罗斯GLONASS欧盟GALILEO是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，2012 已经具备亚太区区域导航、定位和授时能力，2020 年将覆盖备全球区域。

北斗系统定位精度10 米，测速精度0.2 米/ 秒，授时精度10 纳秒，并支持报短文通信。

二．关于中国自然灾害情况中国是世界上自然灾害最严重的少数几个国家之一。

中国的自然灾害种类多，发生频率高，灾情严重。

中国自然灾害的形成深受自然环境与人类活动的影响，有明显的南北不同和东西分异。

广大的东部季风区自然灾害频发、灾情比较严重的地区，内陆地区，特别是山地丘陵地区地质灾害较为严重。

中国幅员辽阔，地理气候条件复杂，自然灾害种类多且发生频繁，除现代火山活动导致的灾害外，几乎所有的自然灾害，如水灾、旱灾、地震、台风、风雹、雪灾、山体滑坡、泥石流、病虫害、森林火灾等，每年都有发生。

自然灾害表现出种类多、区域性特征明显、季节性和阶段性特征突出、灾害共生性和伴生性显著等特点。

三.北斗卫星导航系统在减灾救灾方面的应用北斗卫星导航系统兼具导航、定位、授时、短报文等多种功能于一体，在自然灾害救灾预警发布、灾情管理服务、灾害应急响应、救灾物资调配、灾情核查评估等业务工作中发挥着重要作用。

第一：北斗终端可以避免地面通信网络中断情况重特大自然灾害发生后，容易造成灾区地面通信网络中断，灾情难以第一时间上报给上级民政减灾救灾部门。