近年来,我国地质灾害频发,其中突发性滑坡、崩塌、泥石流因发生时间短、隐蔽性强,破坏性极大,造成了重大的人员伤亡和巨大经济损失。据国土资源部全国地质灾害灾情数据统计,2015年共发生地质灾害8224起,造成287人死亡失踪,直接经济损失达24.9亿元。
在滑坡、泥石流的室外观测与预测方面,日本进行了大量的研究并且处于国际领先地位,其国立防灾科学技术研究中心拥有世界上最大的活动人工降雨实验厅,综合应用RS及GPS技术在滑坡和泥石流的时间和空间预测、预报模型和预警方法取得快速的发展。与日本相比,我国的地质灾害检测起步较晚,国产化设备在数据精度、长期稳定性以及可靠性方面还存在较大差距,我国的科技工作者也在进行不懈的探索与努力。
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),开发了一套基于物联网的地质灾害检测系统。
物联网(Internet of things)这一概念由美国麻省理工学院(MIT)的Kevin Ashton教授首次提出,是在互联网基础上延伸和扩展的网络,美国麻省理工学院以“万物皆可通过网络互联”阐述了物联网的基本含义。当然,因为我国对这一领域的重视以及“感知中国”这一概念的提出,物联网已经被贴上了“中国式”的标签,众多的新兴产业在这一基础上不断崛起。
到底什么是物联网,下面两张图可以得到最直观的解释。
上图将物联网形象地比喻为大树,最底层的树根即技术部分,包括与物相连的传感器、嵌入式设备等,树根的信息通过树干的设备驱动软件、客户端软件以及服务器端软件等上传至至树冠,即应用层,从而形成物物相连的系统。
该图见于工业和信息化部电信研究院2011年出版的《物联网白皮书》,对物联网的构成解析更加清晰直观。
物联网技术
将物联网技术应用到地质灾害的监测中,物联网系统的三个要素具体化为“测什么、怎么传、如何用”的问题,即感知层、网络层与应用层3部分。
感知层解决“测什么”与“如何测”的问题,该系统选择位移、倾斜角、雨量等监测滑坡与泥石流的关键参数构建传感网络,由传感器采集相应信息。
网络层则解决“怎么传”的问题,负责将感知层采集的数据传输至应用层,传输通道选择GSM移动通信,考虑到地质灾害监测点一般处于偏远山区,移动通信网络可能存在漂移或盲区,利用北斗卫星的短报文通信功能,实现全疆域无缝覆盖,不受地质灾害和环境条件的限制。
应用层解决“如何用”的问题,其对监测区域的地表裂缝位移、地表倾斜角、局地降雨量等监测信息进行数据处理(含无效数据剔除、存储等),为灾害决策平台提供数据支持,并通过相应的预警程序发布预警信息。
系统采用远程交互设计,通过在应用层设置远程操控指令,实现与感知层的实时通信以及监测数据的自适应获取。
该系统作为“贵州省地质灾害监测预警与决策支持平台”的成果之一,已在贵州省赫章县乌木铺K93岩质高边坡进行了示范应用,经过近4年的野外实测,验证了该系统的优良性能。
具体详情,请点击阅读:
中国测试2017年第9期《地质灾害物联网监测系统研制及贵州实践》
中国测试杂志社(中文核心期刊) 原创
页面更新:2024-03-20
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