1.概述

為解決地質災害防治領域中確認地災隱患點位置、預測地災發生時間、開展應急響應等問題，提出一套基於北鬥高精度定位的自動化變形監測預警解決方案。針對地質災害頻發的滑坡、崩塌、泥石流、地麵塌陷情況，布設一係列普適型監測儀器設備，利用大數據、雲計算、物聯網、移動互聯和人工智能等技術，實現隱患全天候、自動化、科技化監測。

（1）及時掌握災害體變形動態，分析其穩定性，超前做出預測預報，防止災難發生；

（2）提高地質災害安全監測專業化水平，降低安全監測員監測預警工作強度和壓力；

（3）為災害治理工程等提供可靠資料和科學依據；

（4）為政府部門對在地質災害易發區的經濟建設、環境治理等方麵的規劃和決策提供基礎依據；

（5）向全社會提供地質災害監測等信息服務。

2.北鬥自動化變形監測預警技術優勢

基於北鬥高精度衛星定位融合傳感器連續監測技術，配套布設一套雨量計、裂縫位移計、GNSS地表位移站、傾角位移計、視頻監控和聲光報警器等普適型監測儀器設備，結合“空、天、地”一體化監測預警係統，形成一套基於北鬥高精度定位的自動化變形監測預警解決方案。利用北鬥定位技術、大數據、雲計算、物聯網和人工智能等技術，實現隱患全天候、自動化、科技化的監測預警。

圖1“空、天、地”一體化監測預警係統

“空、天、地”一體化監測預警係統能夠支持多種平台設備接入協議標準，能夠結合實景三維影像、InSAR數據、地圖數據等“空天地”數據來展示監測點情況、接入設備數量、設備在線情況和在線明細等信息，能夠依據“空天地”數據和不同類型設備來設置不同的預警參數，實現可視化的預警模型。

3.解決方案

基於北鬥高精度定位的自動化變形監測預警解決方案技術流程主要包括數據采集和處理、數據傳輸、災害預警和運營維護等內容。

 圖2 預警解決方案技術流程

（1）數據采集和處理

通過雨量計、裂縫位移計、GNSS地表位移站、傾角位移計、視頻監控和聲光報警器等北鬥接觸式高精度位置產品進行地表形變、傾角位移、土壤含水量和降雨量數據采集，通過北鬥位置解算軟件對形變等數據進行處理。

（2）數據傳輸

采用多回路雙備份通信技術進行數據傳輸，包括蜂窩通信網絡和基於高通量寬帶衛星的多回路備份通信鏈技術。其中蜂窩通信網絡容易受拉遠光纖、電力供應等因素影響，在惡劣天氣下或災害發生時極易產生中斷，因此補充高通量寬帶衛星的多回路備份通信鏈技術，來保障通信鏈路的通暢。多回路雙備份通信技術可以實現寬帶衛星、蜂窩通信、物聯網通信、北鬥短報文等多種通信鏈路的自適應切換。

（3）災害預警

監測預警係統通過設置閾值來實現模型的預警，產生紅、橙、黃、藍、綠五個等級的預警信號，係統產生災害預警時，將對主管理員角色下的用戶發送短信及郵件通知，管理員審核預警後選擇發起是否介入預警處理流程；當設備的數據超出設置的閾值時，選擇相應的聲光報警器設備，選擇指令“下發預警喇叭播報內容”，填寫相應的預警內容，就會在災害點開展應急響應，通過聲光預警喇叭播報的形式進行報警，啟動災害應急預案。

（4）運營維護

依據項目情況配備相應的測繪專業、地質專業、計算機專業等技術人員，進行監測站點設備的巡檢與維護、係統安全運營維護和災害在線監測預警。保障監測站點設備的正常使用，以及係統安全運營和災害的在線預警。

4.經典案例

常德市石門縣地質災害精準預警項目

（1）項目背景

石門縣片區隱患點為老滑坡複活，原岩主要為泥質灰岩，1935年發生岩質滑坡形成堆積，隱患點於2018年複活，並由2019年5月以來進一步加劇。2019年8月常德市自然資源和規劃局組織對隱患點進行現場勘察後決定對其進行重點監測。

（2）監測點部署

圖3 監測點部署示意圖

（3）監測預警數據曲線圖

2019年11月1日時序數據接入，2020年4月28日隱患點發生異動，2020年6月24日係統發出橙色預警，2020年7月6日14:00係統發出臨滑預警。

圖4 監測預警數據曲線圖

（4）災前災後影像對比

圖5 災害前後影像對比圖