GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在灾害监测中的集成方法研究

主要讨论如何将GPS、GLONASS和Galileo系统集成到天线阵列接收机中,如何与无线传感器网络集成,实现数据传输的自动化,并利用无线传感器网络自组网、自适应等特点,实现节点定位,将GNSS天线阵列接收机的几何监测功能与传感器的物理监测功能结合起来,实现地面/地下、几何/物理的三维立体自动化监测。     

虎门大桥三维实时动态监控系统设计与开发

综合运用GPS定位系统、通讯和网络等技术建立虎门大桥三维实时动态监测系统,采用C/S和B/S相结合的开发模式,实现了桥梁上各监测点三维位移监控、报表分析、频谱分析等功能。实验结果表明该系统监测精度高,可用于跨海大桥的动态实时位移监测、振动频率测试和安全运营报警。     

基于C/S与B/S混合架构的县级地籍管理系统研究

研究了县级地籍管理系统建设方案,提出了基于C/S与B/S混合结构的设计思想及该架构体系下的多源异构数据管理模式,设计并开发了C/S架构下的数据管理平台和B/S架构下的业务审批平台,并通过系统运维平台为二者提供数据交互服务和系统运行监控,实现了地籍管理工作的信息化。     

北京市基础地理数据存储管理与服务模式探讨

为满足“智慧城市”建设、应急保障服务、国情监测等需求,迫切要求对全院地理信息数据全面整合、统一管理,打破部门间数据共享壁垒。基于此需求构建了以私有云架构为基础,采用C/S端系统对多源地理数据进行资源组织、入库以及管理,采用B/S应用程序对用户提供地图服务,并捕获用户的数据购买申请,通过B/S与C/S客户端的交互实现数据分发的综合性系统。该系统能够为院属各部门、相关委办局、政府机构全面、实时、全面提供定制化、精细化的数据服务,同时确保了我院数据源的所有权及安全性。     

利用GNSS天线阵列与无线传感器网络的变形分析与预报系统研制

将GNSS天线阵列技术与无线传感器技术结合起来应用于变形监测,不仅实现了无人值守和自动化监测,还解决了系统传输距离受限、运行成本过高的问题。探讨了GNSS天线阵列接收机与无线传感器网络在变形监测数据采集中的集成方法,建立两者集成的物理模型,开发了一种变形分析与预报系统,并利用实测数据对该系统进行测试。     

基于SpringBoot和Cesium的边坡声发射监测系统研究

传统边坡声发射监测系统多采用C/S架构,数据展示和分析以客户端软件为主,缺少浏览器端三维场景构建,在系统兼容、升级拓展、数据共享和用户体验等方面有待提升,且声发射相关业务的动态效果仿真也存在一定的探索空间。鉴于此,以湖北省秭归县郭家坝镇边坡、江西省新余市某矿山边坡为例,基于SpringBoot前后端分离的服务架构和Cesium三维可视化平台,设计并构建了B/S架构下的边坡声发射监测系统,解决了多源多维异构数据的融合、发布与可视化以及探头扫描和声源扩散的动态效果仿真等技术问题,实现了三维场景可视化、监测数据管理、在线统计分析、监测预警预报、系统设置等功能,为边坡地质灾害在线智能监测提供了全方位、立体化、动态化的示范性应用。     

降雨型滑坡联合监测及预警预报系统研究

以克服降雨型滑坡传统监测手段中可视性、自动化性、智能性不能满足工程需要为基本出发点,采用滑坡联合监测手段,在滑坡地表、地下布设传感器,将监测数据和三维GIS技术相结合,建立滑坡联合监测的信息系统,为滑坡监测数据表达和分析提供一个可视化的智能信息平台。系统针对滑坡多种诱发因子的耦合问题,主要探讨降雨对滑坡的影响机理,联合监测中硬件传感器的组成及工作原理。在应用研究的基础上,介绍监测系统的结构与功能,并对滑坡的稳定性进行智能评定分析。     

基于ArcGIS的青藏高原生态地质环境遥感监测系统

青藏高原生态地质环境监测系统以ArcG IS为支撑平台,采用C/S和B/S混合模式,在空间地理基础上建立了青藏高原现代冰川雪线、河流湖泊、地质灾害、荒漠化、地质构造等多专业、多层面、多功能的生态地质环境遥感监测系统。本文重点介绍了系统功能及相关开发技术。     

一种基于大数据理念的WSN系统模型

无线传感器网络与大数据相结合,对未来实现人工智能具有重要意义。本文以WSN系统模型的架构为脉络,有重点阐述了WSN的底层配置(节点选取与布设等)、网络结构及传输功能。并在此基础上,结合大数据的思想,提出了节点配置多种类型传感器的要求和更加适应传感器网络节能需求的传输运行方法,即使用Hadoop对传输数据进行分布式存储和MAP\REDUCE运算,以整合全网资源,解决过大数据包的传输受限问题。     

使用双基站无线传感器网络进行电网连续灾害追踪与预警研究

为应对山火、泥石流和洪涝灾害等连续大面积灾害性事件,针对无线传感器网络应用中资源受限以及通信量大等特点,从工程设计角度出发提出了一个基于动态、静态双基站的无线传感器网络体系结构,设计了一种用于准确跟踪连续灾害对象的DCDT算法.仿真结果表明,该网络体系结构比传统的单基站网络架构更易于延长无线传感器网络的使用寿命,对于电网灾害追踪与预警有很好的应用意义.     

“天-空-地”协同滑坡监测技术进展

滑坡灾害是全球范围内发生频率最高、分布范围最广、造成损失最重的自然灾害之一,严重威胁着人类生命财产和重大工程设施的安全。科学监测是实现滑坡预警预报与主动防范的重要技术前提,经过多年的技术攻关,融合高分辨率光学遥感、卫星InSAR、无人机摄影测量、无线传感网络(WSN)等多种新技术方法,滑坡监测已从传统点式人工监测逐步发展到“天-空-地”多维协同监测,在我国地质灾害风险识别与监测预警方面取得显著成效。本文结合多年来对滑坡发生机理与变形破坏过程的研究认识,从天(光学遥感和InSAR)、空(无人机摄影测量)、地(全球导航卫星系统、裂缝计等专业监测)三维立体角度对我国滑坡监测技术的最新研究进展进行了系统总结,分析讨论了不同技术在工程实践中的技术优势和适用性,构建了滑坡变形破坏全过程的“天-空-地”协同监测技术体系,为滑坡地质灾害的科学防范提供一种新的思维范式和经验指导。     

北斗多模定位与传感网络集成的高精度形变监测设计及分析

北斗导航系统正在为亚太地区提供服务,并将逐步实现全球覆盖,未来将在测绘、交通、监测等众多领域发挥重要作用。本文主要探讨BD/GPS双模高精度定位,并以广东省清远市飞来峡大坝为例,设计形变监测网,集成Zigbee无线传感网,形成自动化形变监测系统,对比分析BD/GPS双模和GPS单模两种定位模式下监测网的可发现最小形变位移的能力,结果表明:BD/GPS双模定位更有利于提高监测网的监测能力。     

基于GPS卫星测量的远距离滑坡监测应用研究

利用GPS进行远距监控滑坡区并做适用性的评估研究,整合系统中含供电系统(室内及室外电源设置)、无线传输(利用GSM传输)、GPS资料后处理软件及监控软件等。所组合的系统将应用在某滑坡区,进行长时间持续监测。试验方式包含现场模拟试验、滑坡模拟测试,同时以远近两不同距离的主控站来评估此监测系统因基线长短不同所造成的精度影响,以期能通过此研究提出GPS监测系统设置的经验。根据研究成果指出,GPS监测系统应用在滑坡监测上可行,利用无线传输(GSM)可成功将现场的资料传给远程的操作者。试验结果显示,利用近基站观测可提高观测的精度及解算的成功率,但不论在远基线或近基线的试验,GPS监测系统的精度均可达到公分等级。     

基于GNSS的自主巡航四足机器人及远程监测系统设计

针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS／北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以实现自主巡航和自动调节路线.该机器人配备的多种传感器模块可以实现对环境温湿度、风速等参数的采集,同时将收集到的数据进行分析、处理和发送.基于该功能开发的监测系统可以实现对机器人的实时监测,包括运动轨迹和位置信息,并通过无线网络对机器人发送控制指令,实现远程遥控功能.实验结果表明,该自主巡航机器人及其监测系统能够实现精确定位和路线实时调整,提高了机器人探测工作的精准性.      

Enhancing mobile applications by combination of GNSS and W-CDMA

The location requirements for emergency callers outside urban areas can hardly be fulfilled without global navigation satellite systems (GNSS). Consequently, interest in positioning techniques based on use of a GNSS such as GPS or on the cellular network infrastructure itself is growing rapidly in the mobile-telephone community. Moreover, the increasing demand for commercial location-based services (LBS) has driven cellular-phone and network manufacturers to focus on positioning solutions which are even more accurate than the regulatory mandates for positioning of emergency callers. One example of these upcoming LBS is our PARAMOUNT project, which aims at improving user-friendly info-mobility services for hikers and mountaineers by combining wireless communications (GMTS), satellite navigation (GNSS) and geographic information systems (GIS), based on a mobile client/server architecture. The availability of mobile phones or PDAs with combined GNSS and cellular network-based wireless communication on a high integration level is one primary demand of such LBS applications. Based on this, we will give some initial answers to the question of whether mobile handset architecture synergies exist for the combination of GNSS with wireless location in CDMA cellular wireless networks. In order to identify synergies, we will outline similarities and differences between wireless communication and satellite navigation. In this respect, we pay particular attention to the so-called RAKE receiver architecture employed in mobile CDMA cellular handsets. Our initial investigations will show that the RAKE receiver architecture, on which mobile CDMA cellular handsets are based, will most likely be the one most suitable for achieving synergies between the two positioning techniques within the same mobile handset architecture. Consequently, several receiver components could be used to handle both types of signals (navigation and communications), resulting in a reduction of manufacturing costs and in a decrease in energy consumption. Electronic Publication     

云计算技术下的滑坡监测云平台设计 ——以陕西泾阳为例

研究分析了基于云计算技术的灾害监测云服务平台的体系架构和关键技术，并结合滑坡灾害监测和数据处理的相关理论，以陕西泾阳的滑坡为例，设计了滑坡灾害监测云服务平台的软件体系结构并细化了核心层的功能模块，也预留了开发应用程序的接口。此外，本文还分析了滑坡灾害监测云平台的优点及不足，为今后设计和实现其他地质灾害监测云服务平台提供了一定的研究和参考价值。     

农产品物流监控系统设计与开发研究

对农产品物流的监控可以及时发现农产品在流通环节的问题。结合无线传感网(WSN)技术、GIS技术、GPS技术、RFID技术,集成成熟的无线通信和数据库技术,构建可视化、智能化、通用的农产品物流监控系统,为物流链管理者提供便捷、全面的监控体系。本文介绍了系统的设计与实现。     

一种V/S和LSTM结合的滑坡变形分析方法

滑坡变形的产生是坡体自身地质条件和外部诱发条件共同作用的结果，滑坡变形定量预测是滑坡监测预警的关键。传统的基于滑坡累计位移-时间曲线分析滑坡变形的方法，忽略了滑坡变形演化的影响因素，难以对滑坡变形进行准确预测。三峡库区滑坡研究多集中在滑坡时空分布特征和滑坡整体稳定性分析方面，亟需开展单体滑坡综合变形分析。以三峡库区白水河滑坡为例，基于滑坡宏观变形和位移监测数据，利用重标方差（rescaled variance statistic，V/S）分析法对滑坡整体和局部变形趋势进行分析，进而构建考虑库水位波动和降雨滞后性影响因素的可有效利用长期依赖信息的长短记忆（long short-term memory，LSTM）神经网络模型，定量预测滑坡位移。研究结果表明，滑坡体属牵引式滑坡，北东部稳定性较差，西部和后缘相对稳定，预测值的均方根误差为8.95 mm，证明该模型是一种高性能的滑坡变形分析方法。     

Elman神经网络在变形预报中的应用研究

神经网络作为一门快速发展起来的非线性科学,在处理一些背景不清楚而且极其复杂信息的时候,就会显示出其独特的优越性。本文通过Elman神经网络应用到滑坡变形监测中,建立预报模型,并以Matlab神经网络工具箱进行程序设计,最后运用到具体实例中,通过模型的预报精度,来验证Elman神经网络模型在滑坡监测预报中的可行性。     

基于BP神经网络与变形监测成果的隧道安全状态评估

隧道变形监测周期长、内容多且影响因素复杂,因此需要对隧道监测方法进行不断的改进,对隧道的健康状态进行实时评估。研究变形监测范畴内基于BP神经网络的隧道安全状态评估模型,组建集卫星定位技术、测量机器人、传感器技术、移动网络通信等为一体的现代化物联网模式下的隧道变形监测系统,分析多源数据的变形特征,结合专家经验知识,实现基于BP神经网络与变形监测成果下的隧道安全状态评估,为隧道变形监测及安全状态评估提供一种新颖而有效的方法。