基于多源空间数据的地质灾害监测预警系统研究 ——以云
南省德钦县为例
赵俊三1，柯尊杰2，陈国平1,3，袁 磊4，谷 苗5，王 涛5
【摘 要】【摘要】三维激光扫描、合成孔径雷达干涉（InSAR）、全球导航卫星系统（GNSS）、无人机及物联网等新技术为测绘、监测以及早期预警系统（EWS）提供了更丰富的数据源。本文基于上述技术，设计提出了一种针对滑坡、泥石流等地质灾害监测预警系统（GDMEWS）的解决方案。介绍了地质灾害监测预警系统复杂多变的特点，对系统的体系结构、多源空间数据库组成、开发模式、业务逻辑、系统开发的方法及关键技术进行了分析。论文以具有独特的地形地貌、滑坡和泥石流类型众多、典型多样的德钦县为案例区，探讨GDMEWS的体系机构及关键技术。首先，对系统的功能要求，监测及预测模型等进行了讨论；其次，研究了灾前预警、灾中抢险、灾后重建全过程的逻辑关系，开发防灾减灾和地质灾害管理支持工具；再次，阐述了多源监测数据集成方法和地质灾害机理模型的建立。最后，对GDMEWS的研发实现进行了阐述，并说明其在德钦县地灾的全过程实时动态管理、监测和预警中的应用。 【期刊名称】地理信息世界 【年(卷),期】2017(024)003 【总页数】7
【关键词】【关键词】多源空间数据；地质灾害；监测预警；德钦县 【
文
献
来
源
】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_geomatics-
world_thesis/0201252868434.html
引文格式：赵俊三, 柯尊杰, 陈国平, 等. 基于多源空间数据的地质灾害监测预警
系统研究-以云南省德钦县为例[J]. 地理信息世界,2017,25(3):35-41.
基金项目：国家自然科学基金(41161 062)；云南省重大科技专项(2016Z1002)；昆明冶金高等专科学校基金(2016xjzk01)资助
0 引 言
中国大多数区域的地质和地理环境复杂，气候条件时空差异大，是地质灾害分布广泛、发生频繁、危害严重的国家之一[1]。地质灾害是一种活跃的动态环境变化过程[2]，极易造成巨大的生态灾难，威胁着人民生命财产安全，不同类型的地质灾害发生的机理各不相同，即使同样类型的地灾在不同内部地质构造、外部地形环境条件下其发灾成因及特点也各有差异。因此，目前人类尚无法准确掌握其发生的灾变机理，也很难精确预测灾害发生的时点和过程。
新一代空间信息获取、物联网、视频监控等技术的迅猛发展将为地质灾害的内、外部监测提供全方位的多源空间数据，其中三维激光扫描、InSAR、高分影像、无人机、GNSS等技术可以快速准确地采集大范围空间位置信息；物联网、智能传感器可以对灾害体内部结构和位移微观变化进行实时监测，并快速传输变化信息；视频监控和快速识别技术可以对地灾外部形态进行实时跟踪，对其外部变化趋势及移动规律进行快速识别，从而为提前预判和应急救灾提供重要的信息。通过技术集成和整合海量监测数据，构建多源空间数据库，融合灾变模型，建设开发监测预警系统，为灾害机理分析、灾前预警预报、灾变过程模拟、灾中影响分析、灾后评估与规划等防灾减灾提供强大的数据支撑和决策依据成为可能。因此，研究基于现代高新技术和多源空间数据的地质灾害监测与预警预报系统越来越受到政府部门和减灾防灾研究机构的重视。
1 研究综述
地质灾害本身所具有的突发性与复杂性等特征，造成其监测预警方法难以统一，也很难保证其较高的可靠性，同时针对地质灾害监测预警还没有一个完善的理论体系，存在着大量的不确定性因素，因此，地质灾害监测与预警技术仍需要不断地探索与研究[3-4]。
地质灾害的监测预警是一项长期艰巨的工作。近年来，众多研究者运用多种技术方法对不同类型的地质灾害监测及预警方法开展相关研究工作，取得了丰硕的成果。Bo C等[5]把基于物联网技术的无线传感器网络引进煤矿安全远程监控系统，Hack R等[6]对斯洛伐克地质灾害环境监测内容、技术、方法进行研究，Leung H等[7]对泥石流的先进监测系统进行了详细介绍，Kebaili等[8]介绍了一种滑坡风险预警系统，该系统基于无线传感器网络来收集降水、土壤运动及土壤湿度等大数据，并建立MongoDB数据库原型，在突尼斯滑坡高风险区进行了验证；谢晓佳[9]、刘国元[10]等把GPS技术应用于地质灾害监测，杨军[11]等介绍了3S技术在地质灾害监测预警与应急指挥系统的原理、框架与应用，佴磊[12]、雷明堂[13]等从不同角度研究了GIS技术在地质灾害信息管理、灾害评估及系统开发中的应用，取得了较好的效果。近年来，运用物联网、无线传感器网络、移动通信、三维GIS、WebGIS、高分遥感、无人机、北斗卫星系统及多者相结合应用于地质灾害监测预警逐渐成为主流，但每种监测预警方法获取的数据均有一定的局限性和时效性。综合运用测绘新技术、视频监控、物联网技术快速获取多源空间数据，对地质灾害从大范围宏观空间位置精确获取、地灾内部微观位移和外部灾变形态，结合微波信号的超远距离实时传输技术，运用云计算和大数据挖掘算法对地质灾害进行全方位实时动态监测监控，对灾害发展趋势进行动态模拟、预警预测及辅助决策的综合信息系统建设成为
基于多源空间数据的地质灾害监测预警系统研究——以云南省德钦县为例
