湖南石门雷家山滑坡北斗智能监测与预警

利用高科技手段防灾减灾具有非常重要的社会意义和经济价值。本文介绍了以北斗高精度定位技术为核心的滑坡智能监测预警系统,系统由多维度物联感知体系、监测预警体系和预警云平台构成。该系统成功应用于湖南石门雷家山特大山体滑坡,为疏散群众封锁道路等应急联动提供了3个小时的预防窗口期,实现了特大型地质灾害下零伤亡的成果。     

基于“北斗一号”导航卫星通讯的滑坡实时监测系统研究

介绍了基于中国北斗一号导航通信卫星技术建立的滑坡实时监测系统。该系统由“野外信息采集监测站”、“数字化滑坡自动监测点”、“北斗导航卫星通信系统”和“地质灾害监测分析中心”四大组成部分。在我国有线和GPRS等通讯设施不发达地区,采用基于北斗卫星通讯技术进行滑坡等野外监测数据传输是一种有效的方式。     

GNSS+GIS远程滑坡实时监测系统方案设计

随着矿山企业的不断开采,我国出现了大量的高陡露天边坡,受到多种要素的影响,给人民带来了巨大的生命财产安全隐患。本文针对现有边坡软件模型的预报可靠性与响应度难题,根据GNSS/GIS集成特点,结合现有互联网通信、空间信息等技术,提出远程滑坡系统的整体架构模型,设计灾害预警关键组合模型算法,分析软件的功能需求与主要技术内容,最后在GIS系统支持下对空间信息进行分析和三维显示,实现了GNSS与GIS基于技术的集成。系统的设计与开发为边坡实时监测研究提供了技术支持,具有一定的理论意义和现实价值,能够为相关研究提供参考。     

GNSS滑坡监测预警技术进展

滑坡灾害在全球广泛分布,严重影响人类活动和人居安全。全球卫星导航系统(GNSS)已经被广泛应用于滑坡灾害监测预警工作,但其在复杂场景监测预警中依然存在诸多技术瓶颈。本文首先综述了GNSS硬件数据采集、软件数据处理和多源融合监测等方面的研究进展,重点分析了各类GNSS滑坡监测技术优势、适用范围和存在问题;然后,从滑坡位移预测、临滑时间预报和预警实施等方面介绍了GNSS滑坡预警的技术方法;最后,在梳理复杂场景GNSS实时滑坡监测预警中面临挑战的基础上,对GNSS滑坡监测预警技术的发展趋势和研究方向提出了一些思路。     

高精度GNSS实时滑坡变形监测技术及环境建模分析研究

滑坡变形监测不仅是科学问题,也是实践问题。对地质滑坡灾害进行高精度变形监测是防灾减灾至关重要的命题。GNSS作为滑坡监测预警的重要手段之一,不仅具有连续高精度、全天候监测能力,而且是目前唯一可以直接获取滑坡地表三维矢量变形的监测手段。然而,滑坡灾害往往多发于山地丘陵等复杂环境下,加上地震、降雨等因素的诱发作用,极易影响GNSS技术的实时预处理质量和监测定位精度;此外,高价位的GNSS监测终端开销也使得大规模、高密度滑坡监测难以大规模推广应用。针对上述滑坡复杂环境影响和设备成本问题,本研究分别从高精度GNSS实时数据预处理算法、空间地形环境建模和低成本云平台监测系统3个方面进行了探讨。     

北斗三号高边坡实时监测系统应用研究

针对高速公路建设过程中因线形和环境需要形成的高边坡会产生的边坡失稳进而造成财产损失和人身安全的问题,该文采用BDS与GPS组合定位方法,初步完成高边坡实时监测系统的设计和数据处理。目前,BDS-3系统已经完成基本系统建设,并向全球提供服务。在中国范围内,可观测到的BDS卫星数量较多、质量较好,该文详细分析了BDS-2、BDS-3和GPS在边坡监测中的应用效果。结果表明,该方案能提高定位精度、改善单系统观测条件较差时定位的稳定性和可靠性,在高边坡变形监测中具有重要应用价值。     

基于GNSS的滑坡自动化监测应用分析

随着自然灾害的频发,山区滑坡灾害也越来越频繁。受降水、地震以及人为因素的影响,重庆市某滑坡灾害严重,对人民的生命财产造成了极大的威胁。因此对传统的变形监测手段的缺陷以及基于GNSS的滑坡自动化监测的优势进行了探讨。以重庆市某滑坡体为例,采用GNSS进行自动化滑坡监测,具有全天时、高精度、高自动化、操作性高以及受约束条件少等优点,能够为滑坡稳定性判断和变形趋势预测提供更加可靠的监测数据。实验证明采用GNSS对滑坡进行自动化监测具有可行性,值得在滑坡监测应用中推广。     

北斗监测滑坡及其梯度增强多元回归位移预测北大核心CSCD

山体滑坡位移量预测精度主要受预测模型和参量的影响,而基于回归模型和灰度预测模型的传统滑坡预测模型主要存在模型预测结构单调、引入的预测影响参量不全面、长期性预测精度低等问题,因此,本文基于北斗数据提出了一种基于梯度增强多元回归算法的滑坡预测方法。梯度增强多元回归模型在考虑多重因素的前提下,使用如降水量、土壤湿度、地形参数等滑坡主影响因子作为回归模型参量,同时结合梯度增强方法,可以增强预测模型的有效结构,提升数据的使用率,进而提高长、短期的滑坡位移量预测精度。最后以西宁市南山寺滑坡带为例,考虑降水、地面沉降、地形地貌等诱发滑坡的关键因素,分别基于梯度增强多元回归模型、贝叶斯岭回归模型、弹性网络回归模型及支持向量机回归模型进行试验。结果表明,梯度增强多元回归模型的方差(EV)结果为0.99 mm^(2),均方差(MSE)结果为0.04 mm,平均绝对误差(MAE)结果为0.15 mm,且利用梯度增强多元回归模型对2020年12月的表面位移量进行预测,发现相对误差区间为(-0.8%,0.8%],预测精度最高。因此,相对而言,梯度增强多元回归预测模型精度更优、效率更高,更能准确反映滑坡表面位移量的变化状态,精确地对滑坡体进行全天候监控、预警,保障滑坡体周边环境的安全。     

滑坡实时监测预警模型调度算法优化研究

监测预警是地质灾害防灾减灾的重要手段.在滑坡实时监测预警中,预警模型的调度算法直接关系到预警的成功与否.传统的做法是根据一定时间间隔启动预警服务,这种方法易于实现,但受到预警时间间隔的影响,其预警结论及处置建议的发布存在一定的延迟,无法达到真正的实时预警.如何通过预警模型和实时监测数据快速得到预警等级,如何控制好预警信...     

融合工程地质资料与GNSS高精度监测信息的黑方台党川黄土滑坡稳定性研究

针对当前滑坡稳定性评价方法难以准确获取评价结果的突出问题,本文提出了一种融合地下水、工程地质钻孔信息及灌溉资料等工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性评价方法。首先,基于高分辨率影像、高精度DEM、地层地貌等多源异构数据,建立滑坡精细三维地质模型体;然后,将滑坡外部高精度GNSS监测数据作为模型外部约束条件,进一步构建起融合工程地质资料与GNSS观测的黄土滑坡稳定性综合评价模型。本文方法能够将滑坡外部大地测量高精度监测数据与工程地质数值模拟手段有机融合,实现了滑坡外部形变信息与内部变形机制的有效耦合。通过我国典型黄土滑坡域甘肃黑方台党川实际发生的两起滑坡失稳事件验证表明,本文方法可有效地提高滑坡稳定性评价结果的精度及可靠性,获取了与试验区域滑坡实际失稳情况相一致的结果:HF06/07 GNSS监测点首先失稳,其次是HF09监测点失稳,最后是HF05监测点失稳。基于本文方法获取的滑坡失稳顺序与实际滑坡发生顺序高度一致,显著优于现有的滑坡失稳数值模拟法。     

基于北斗的智慧排水管网监测系统研究

从城市排水管网安全运行的角度出发,本文运用北斗卫星导航、物联网、地理信息系统等技术,研究智慧排水管网监测系统,实现城市排水监测和预警,提高城市防涝应急抢险能力。该研究可为保证城市排水管网的正常运行和提高突发事件的处置能力提供借鉴。     

基于区域参考框架的GNSS滑坡监测

区域参考框架是实现高精度区域大地形变观测和滑坡灾害长期监测的基础设施。结合活动地块的划分和长期的GNSS观测结果,笔者将我国大陆和海域初步划分为7个“刚性骨架地块”,简称“刚性地块”,拟建立覆盖我国陆海全域的区域参考框架系列:东北、华北、华南、西北、青藏、川滇及南海参考框架。本文介绍了从全球参考框架(IGS14)到区域参考框架的坐标转换方法,并例举了华北参考框架(NChina20)和华南参考框架(SChina20)在滑坡长期监测和滑坡初动自动识别领域的应用。     

基于北斗的动车组实时高精度定位系统研究与应用

北斗卫星导航系统（BDS）已向亚太区域提供正式服务并开始建设北斗全球系统。为了评估验证北斗系统在高速移动条件下的实时差分定位精度,本文设计了动车组实时高精度定位系统并建设了高速铁路试验段。实测结果表明,高速移动条件下动车组列车实时定位的水平垂直轨道方向精度优于1 m,具备区分清楚动车组列车所处轨道的能力,一定程度上能满足铁路行业定位应用的迫切需求。     

北斗/GNSS实时动态差分技术的实验教学解析

北斗/GNSS实时动态差分技术(RTK)已广泛地应用于工程勘测、数字测图、施工放样等工程领域。但对于初学者,尤其是青年学生在北斗/GNSS RTK基准站设置、移动台坐标推算与坐标转换的理论理解和实践操作方面,仍然存在较多疑惑和理解偏差,导致实验教学效果不佳。鉴于此,作者根据多年一线的科研教学实践和对北斗/GNSS理论理解的基础上,结合易于理解的导线测量技术,剖析北斗/GNSS RTK技术与导线测量在基线向量/坐标增量解算方面的异同之处,诠释北斗/GNSS RTK起始坐标的获取与坐标转换参数的配置问题。最后,通过实例验证北斗/GNSS RTK技术在当前可满足cm级的测设精度要求。     

网络RTK+北斗+后处理GNSS测量高程替代等级水准的方法分析

基于应用成熟的网络RTK及城市级高精度的似大地水准面模型,利用3台以上GNSS-RTK仪器同时观测,5 min为一个时段,采样间隔为1 s,记录包含北斗在内的多星同步静态数据,并按预先设计的观测计划与总时段数完成全部观测。使用商用随机软件对后处理数据进行基线解算,各项误差控制在1/3限差内,甄选高精度的基线组网平差,选定大致在网形中且成果可靠的某点为已知点,进行三维无约束平差,得到全部待定点的CGCS2000坐标。成果经检验合格后,使用当地包含精密似大地水准面模型的转换系统转换为地方坐标与正常高程。工程项目试验表明,用此方法获得的正常高有望替代等级水准。     

基于北斗三号的高速公路压实监测应用

目前BDS-3系统已经正式向全球开通,BDS-3卫星在工程监测上带来的精度提升也成为研究人员关注的热点。针对高速公路建设过程中路基填筑时关注的压实层厚度问题,文中采用GPS与BDS组合RTK定位方式,分别设计实时计算方案和后处理方案。分析基于BDS-3的多系统组合定位在高速公路路基施工监测中的应用效果,通过统计36个布设点的结果,多系统定位U方向结果与水准测量结果相比偏差在cm级,整体压实层厚偏差小于2 cm,该方案在减少人力需求的同时能达到实时监测的需要,在路基施工监测中有重大应用价值。     

北斗导航和“云+端”技术在公安指挥调度中的应用

公安信息化过程中,通过北斗定位、导航地图和无线通信等技术,对公安领域的位置信息、空间信息和业务数据进行有效整合和资源共享,可以大大提升侦查办案过程中综合调度和扁平化指挥的能力。利用北斗定位既能保证位置信息的安全和可靠,又能在3G通信信号无法覆盖的地方,通过北斗双向短报文功能进行定位数据和现场文字信息的实时传输,实现定位和通信的无缝覆盖。本文采用位置云技术体系中的"云+端"模型,设计了符合公安安全接入要求的多级信息交换网络体系,实现了矢量、遥感、PGIS、三维和街景等多模式地图融合,并通过SOA服务接口整合公安大情报、警务综合平台和情报研判系统,最终形成了公安专有云体系;最后结合广西公安实际案例总结建设成果和应用效果,以证明北斗和"云+端"技术确实符合公安的多级指挥业务需求,在公安行业应用的前景广阔。     

顾及运动状态改正的GNSS滑坡监测基准站切换方法

实时相对定位技术已广泛应用于高精度实时滑坡监测,其高精度定位依赖于连续稳定的基准站数据。然而基准站数据由于供电、通信等原因时常发生中断,严重影响滑坡监测结果的连续性和可靠性。本文提出顾及运动状态改正的GNSS滑坡监测基准站切换方法,首先根据待切换新基准站长期监测时间序列确定其运动状态,然后基于滑坡体变形演化规律,结合运动状态建立新基准站位移模型并定期对模型检核,最后根据新基准位移对各监测点位移进行修正。该方法成功应用于甘肃黑方台滑坡监测基准站切换,且改正后各监测站位移与真实变形接近。以改进型切线角作为滑坡预警判据,使用改正前后的监测位移-时间序列进行预警,预警结果表明,不进行改正可能导致预警的误判。本文方法针对基准站数据中断问题,通过切换新基准并对基准误差进行修正以获取连续可靠的滑坡监测序列,保障了滑坡监测的连续性和预警的及时性。     

基于北斗的高精度测量接收机在位移监测中的应用研究

主要研究了北斗高精度测量接收机的设计方案,分析了其在位移监测领域的应用优势。北斗高精度GNSS测量接收机的应用使国家重点行业尤其是关系国家安全的特殊行业逐渐摆脱以 GPS 为首要定位和授时手段的应用需求,满足了市场对自主知识产权卫星导航高精度监测模块的需求,市场前景非常广阔。     

基于GIS的滑坡监测预警系统设计与应用流程

滑坡灾害对人类和社会经济的影响已成为仅次于地震的第二大自然灾害,引起了中央政府和公众的广泛关注。本文针对城市地质灾害监测预警系统,从总体框架结构、系统设计要点、系统技术特点以及系统的预期功能等几方面进行了探讨和研究,给出监测预警工作流程。