崂山地质灾害监测预警系统研究

论文摘要

地质灾害监测预警是预防灾害的重要途径之一。尽管经过多年的研究与实践,成功避免了一些灾害的发生,但由于地质灾害自身的复杂性和危害性,监测预警仍然面临着许多难题。本文针对崂山地质灾害防治工作的实际需求,在“青岛市崂山地质灾害自动监测预警”项目资助下开展研究工作,旨在建立崂山地质灾害监测预警系统,为地质灾害管理部门的工作提供科学参考。本文在综述国内外关于地质灾害监测预警研究现状的基础上,以滑坡、崩塌、泥石流灾害为研究对象,建立崂山地质灾害监测预警系统,主要从自动监测技术方法、预报预测方法以及开发监测预警平台三个方面开展研究。首先,本文综合分析了目前地质灾害的监测方法和仪器,发现远程自动监测是监测技术发展的主流方向。结合崂山地质灾害发育特征制定监测方案:对规模比较大、危险性程度大的隐患点采用自动监测系统,对其他部分采用人工巡视或人工监测的方法。依照监测方案,在灾害点现场布设滑坡力传感器、裂缝变形传感器、危岩体位移传感器、雨量计等各种自动装置,数据采集发送以及供电装置。传感器监测到的数据先由采集装置采集,再由发送装置无线传输到远程服务器上,经过监测预警平台分析处理后实时发布到网络。其次,本文讨论了地质灾害预测预报方法及模型,分析了各种预报模型的适用性,针对崂山地质灾害发育阶段,选择中短期预报方法中的指数平滑法和多项式曲线拟合法,并将两种方法的应用进行比较,提高预报预测的准确性。由于在监测过程中涉及到多种监测参数,因此也就相应产生多种预报判据,基于此,本文提出了运用专家系统方法将多种判据结合起来,进行综合判断。通过接下来的监测情况进一步验证该方法的实用性。最后,本文建立了地质灾害监测预警平台,通过连接数据采集软件,将前面获得的监测数据和预报预测信息发布到网络。无论是遥控现场装置采集发送监测数据,或是输入监测数据进行预报预测,以及在网上发布、浏览、检索信息,都可以通过监测预警平台进行操作。本文的研究开展了包括地质灾害的远程自动监测、预测预报预警和平台开发的监测预警系统一体化建设,实现了真正意义上的实时监测预警,具有重要的研究意义和实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及目的
• 1.2 国内外相关研究现状
• 1.2.1 地质灾害监测方法研究现状
• 1.2.2 地质灾害预测预报研究现状
• 1.2.3 地质灾害信息系统研究现状
• 1.2.4 地质灾害自动监测预警研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 小结
• 2 崂山地质环境及地质灾害特征
• 2.1 地质环境条件
• 2.1.1 地形地貌
• 2.1.2 气象水文
• 2.1.3 地层岩性
• 2.1.4 地质构造
• 2.1.5 水文地质特征
• 2.2 地质灾害类型及发育特征
• 2.2.1 地质灾害类型
• 2.2.1.1 滑坡灾害
• 2.2.1.2 崩塌灾害
• 2.2.1.3 泥石流灾害
• 2.2.2 地质灾害分布情况
• 2.2.3 地质灾害发育特征
• 2.2.3.1 滑坡灾害发育特征
• 2.2.3.2 崩塌灾害发育特征
• 2.2.3.3 泥石流灾害发育特征
• 2.3 小结
• 3 崂山地质灾害现场自动监测
• 3.1 地质灾害监测方法
• 3.1.1 地质灾害监测技术
• 3.1.2 地质灾害监测仪器
• 3.1.3 监测方法分类及适用性分析
• 3.1.4 崂山地质灾害监测方法
• 3.2 监测点概况及监测准备工作
• 3.2.1 监测点概况
• 3.2.2 现场钻探取样
• 3.2.3 声波和电阻率测试
• 3.3 自动监测装置布设
• 3.3.1 滑坡力自动监测
• 3.3.2 裂缝变形自动监测
• 3.3.3 危岩体位移自动监测
• 3.3.4 降雨量自动监测
• 3.3.5 数据采集发送及供电
• 3.4 小结
• 4 崂山地质灾害预测预报方法
• 4.1 预测预报方法
• 4.1.1 预报阶段划分
• 4.1.2 预报方法分类及适用性分析
• 4.1.3 预报方法的选择
• 4.2 基于单因素预测分析
• 4.2.1 指数平滑法
• 4.2.2 多项式曲线拟合法
• 4.2.3 模型应用及比较
• 4.3 基于多因素综合预报
• 4.3.1 专家系统概述
• 4.3.2 崂山地质灾害专家系统设计
• 4.3.3 专家系统预警指标
• 4.3.4 专家系统综合预报过程
• 4.3.4.1 知识获取
• 4.3.4.2 知识表达
• 4.3.4.3 推理过程
• 4.3.4.4 人机界面
• 4.4 小结
• 5 崂山地质灾害监测预警系统
• 5.1 系统总体设计
• 5.1.1 系统需求分析
• 5.1.2 系统开发原则
• 5.1.3 系统框架构成
• 5.2 系统实时监测功能实现
• 5.2.1 登陆界面
• 5.2.2 主界面
• 5.2.3 传感器列表区
• 5.2.4 传感器采集区
• 5.2.5 传感器数据记录区
• 5.2.6 传感器设置区
• 5.3 系统网络平台功能实现
• 5.3.1 平台首页
• 5.3.2 登录界面
• 5.3.3 监测点界面
• 5.3.4 监测点信息查询
• 5.3.5 系统管理
• 5.4 小结
• 6 结论
• 6.1 论文研究总结
• 6.2 下一步的研究
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果