1.概述

为解决地质灾害防治领域中确认地灾隐患点位置、预测地灾发生时间、开展应急响应等问题，提出一套基于北斗高精度定位的自动化变形监测预警解决方案。针对地质灾害频发的滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷情况，布设一系列普适型监测仪器设备，利用大数据、云计算、物联网、移动互联和人工智能等技术，实现隐患全天候、自动化、科技化监测。

（1）及时掌握灾害体变形动态，分析其稳定性，超前做出预测预报，防止灾难发生；

（2）提高地质灾害安全监测专业化水平，降低安全监测员监测预警工作强度和压力；

（3）为灾害治理工程等提供可靠资料和科学依据；

（4）为政府部门对在地质灾害易发区的经济建设、环境治理等方面的规划和决策提供基础依据；

（5）向全社会提供地质灾害监测等信息服务。

2.北斗自动化变形监测预警技术优势

基于北斗高精度卫星定位融合传感器连续监测技术，配套布设一套雨量计、裂缝位移计、GNSS地表位移站、倾角位移计、视频监控和声光报警器等普适型监测仪器设备，结合“空、天、地”一体化监测预警系统，形成一套基于北斗高精度定位的自动化变形监测预警解决方案。利用北斗定位技术、大数据、云计算、物联网和人工智能等技术，实现隐患全天候、自动化、科技化的监测预警。

图1“空、天、地”一体化监测预警系统

“空、天、地”一体化监测预警系统能够支持多种平台设备接入协议标准，能够结合实景三维影像、InSAR数据、地图数据等“空天地”数据来展示监测点情况、接入设备数量、设备在线情况和在线明细等信息，能够依据“空天地”数据和不同类型设备来设置不同的预警参数，实现可视化的预警模型。

3.解决方案

基于北斗高精度定位的自动化变形监测预警解决方案技术流程主要包括数据采集和处理、数据传输、灾害预警和运营维护等内容。

 图2 预警解决方案技术流程

（1）数据采集和处理

通过雨量计、裂缝位移计、GNSS地表位移站、倾角位移计、视频监控和声光报警器等北斗接触式高精度位置产品进行地表形变、倾角位移、土壤含水量和降雨量数据采集，通过北斗位置解算软件对形变等数据进行处理。

（2）数据传输

采用多回路双备份通信技术进行数据传输，包括蜂窝通信网络和基于高通量宽带卫星的多回路备份通信链技术。其中蜂窝通信网络容易受拉远光纤、电力供应等因素影响，在恶劣天气下或灾害发生时极易产生中断，因此补充高通量宽带卫星的多回路备份通信链技术，来保障通信链路的通畅。多回路双备份通信技术可以实现宽带卫星、蜂窝通信、物联网通信、北斗短报文等多种通信链路的自适应切换。

（3）灾害预警

监测预警系统通过设置阈值来实现模型的预警，产生红、橙、黄、蓝、绿五个等级的预警信号，系统产生灾害预警时，将对主管理员角色下的用户发送短信及邮件通知，管理员审核预警后选择发起是否介入预警处理流程；当设备的数据超出设置的阈值时，选择相应的声光报警器设备，选择指令“下发预警喇叭播报内容”，填写相应的预警内容，就会在灾害点开展应急响应，通过声光预警喇叭播报的形式进行报警，启动灾害应急预案。

（4）运营维护

依据项目情况配备相应的测绘专业、地质专业、计算机专业等技术人员，进行监测站点设备的巡检与维护、系统安全运营维护和灾害在线监测预警。保障监测站点设备的正常使用，以及系统安全运营和灾害的在线预警。

4.经典案例

常德市石门县地质灾害精准预警项目

（1）项目背景

石门县片区隐患点为老滑坡复活，原岩主要为泥质灰岩，1935年发生岩质滑坡形成堆积，隐患点于2018年复活，并由2019年5月以来进一步加剧。2019年8月常德市自然资源和规划局组织对隐患点进行现场勘察后决定对其进行重点监测。

（2）监测点部署

图3 监测点部署示意图

（3）监测预警数据曲线图

2019年11月1日时序数据接入，2020年4月28日隐患点发生异动，2020年6月24日系统发出橙色预警，2020年7月6日14:00系统发出临滑预警。

图4 监测预警数据曲线图

（4）灾前灾后影像对比

图5 灾害前后影像对比图