[發(fā)明專(zhuān)利]一種滑坡多點(diǎn)位移智能監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711239416.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107764192A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷躍平;郭偉;王晨輝;曹修定;潘書(shū)華;王洪磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/02
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種滑坡多點(diǎn)位移智能監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

滑坡是斜坡巖土體沿著慣通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移地質(zhì)現(xiàn)象?；碌臋C(jī)制是某一滑移面上剪應(yīng)力超過(guò)了該面的抗剪強(qiáng)度所致。滑坡常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失、有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。

滑坡對(duì)鄉(xiāng)村最主要的危害是摧毀農(nóng)田、房舍、傷害人畜、毀壞森林、道路以及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施和水利水電設(shè)施等，有時(shí)甚至給鄉(xiāng)村造成毀滅性災(zāi)害。位于城鎮(zhèn)的滑坡常常砸埋房屋，摧毀工廠、學(xué)校、機(jī)關(guān)單位等，并毀壞各種設(shè)施，造成停電、停水、停工，有時(shí)甚至毀滅整個(gè)城鎮(zhèn)。發(fā)生在工礦區(qū)的滑坡，可摧毀礦山設(shè)施，傷亡職工，毀壞廠房，使礦山停工停產(chǎn)，常常造成重大損失。

滑坡按滑動(dòng)速度劃分有：蠕動(dòng)型滑坡，通常人們憑肉眼難以看見(jiàn)其運(yùn)動(dòng)，只能通過(guò)儀器觀測(cè)才能發(fā)現(xiàn)；慢速滑坡，每天滑動(dòng)數(shù)厘米至數(shù)十厘米，人們憑肉眼可直接觀察到滑坡的活動(dòng)；中速滑坡，每小時(shí)滑動(dòng)數(shù)十厘米至數(shù)米的滑坡；高速滑坡，每秒滑動(dòng)數(shù)米至數(shù)十米的滑坡。

除了蠕動(dòng)性滑坡，人們都能及早發(fā)現(xiàn)滑坡并及早撤離危險(xiǎn)區(qū)域。對(duì)于蠕動(dòng)性滑坡，其隱蔽性比較強(qiáng)，危害性比較大，人們難以發(fā)現(xiàn)，即便發(fā)現(xiàn)后由于其滑動(dòng)較慢，無(wú)法估計(jì)其活躍度，給人們防災(zāi)避險(xiǎn)帶來(lái)難度。我國(guó)是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，全國(guó)各地滑坡數(shù)以萬(wàn)計(jì)，普遍屬于蠕動(dòng)性滑坡，嚴(yán)重威脅這人民群的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

目前我國(guó)現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害滑坡監(jiān)測(cè)方法有群測(cè)群防和專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)兩種方式。

群測(cè)群防監(jiān)測(cè)方式一般有人工監(jiān)測(cè)樁和滑坡伸縮儀，其中人工監(jiān)測(cè)樁是在滑坡體裂縫兩側(cè)立兩個(gè)立樁，通過(guò)卷尺測(cè)量?jī)蓚€(gè)監(jiān)測(cè)樁的相對(duì)位移，并做好記錄，用于觀測(cè)裂縫的拉張程度；滑坡伸縮儀是一種改進(jìn)型的人工監(jiān)測(cè)樁，將卷尺和電子元器件集成到一起，并增加了報(bào)警裝置，其設(shè)備一端安裝在滑坡體裂縫穩(wěn)定一側(cè)，拉繩一端安裝裂縫不穩(wěn)定一側(cè)，滑坡伸縮儀內(nèi)置位移閾值開(kāi)關(guān)，當(dāng)位移達(dá)到預(yù)警值后，滑坡伸縮儀觸發(fā)外置報(bào)警器報(bào)警，提醒居民防災(zāi)減災(zāi)。

專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)方式有拉繩位移監(jiān)測(cè)儀、地表GNSS監(jiān)測(cè)儀、深部位移監(jiān)測(cè)儀、地面激光雷達(dá)掃描儀和InSAR監(jiān)測(cè)。其中拉繩位移監(jiān)測(cè)儀安裝到滑坡體裂縫兩側(cè)，監(jiān)測(cè)裂縫兩側(cè)的相對(duì)位移，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程預(yù)警中心，實(shí)現(xiàn)了野外無(wú)人值守自動(dòng)采集功能。其精度達(dá)到1mm級(jí)，系統(tǒng)比較穩(wěn)定；地表GNSS監(jiān)測(cè)儀利用衛(wèi)星定位及算法實(shí)現(xiàn)滑坡體地表(X,Y,Z)三維的絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)，精度達(dá)到5mm級(jí)，對(duì)于仿真建模，整體把握滑坡體變化趨勢(shì)有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；深部位移監(jiān)測(cè)儀是利用鉆孔傾斜儀測(cè)量鉆孔內(nèi)滑動(dòng)帶處的傾角來(lái)計(jì)算滑坡的相對(duì)位移量，對(duì)于蠕動(dòng)性滑坡監(jiān)測(cè)效果明顯；地面激光雷達(dá)掃描儀是利用計(jì)算機(jī)控制激光雷達(dá)對(duì)滑坡體整個(gè)面進(jìn)行快速掃描，并將掃描結(jié)果與歷史掃描數(shù)據(jù)對(duì)比，解算出滑坡體變形趨勢(shì)；InSAR監(jiān)測(cè)是利用星載或機(jī)載干涉雷達(dá)獲取滑坡體影響圖，其中每一像素既包含地面分辨元的雷達(dá)后向散射強(qiáng)度信息，也包含與斜距有關(guān)的相位信息，將覆蓋同一地區(qū)的兩幅雷達(dá)圖像對(duì)應(yīng)像素的相位值相減可得到一個(gè)相位差圖，這些相位差信號(hào)能反映處地表變形程度。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷和不足：

1、拉繩位移監(jiān)測(cè)儀不能監(jiān)測(cè)整個(gè)滑坡體的變化趨勢(shì)，如果想監(jiān)測(cè)整個(gè)滑坡體變化趨勢(shì)，需要布設(shè)多臺(tái)設(shè)備，造成施工量大，且成本高；

2、地表GNSS監(jiān)測(cè)儀功耗較大，成本較高，解算速度慢，且受電磁和環(huán)境影響較大，嚴(yán)重影響精度；

3、深部位移監(jiān)測(cè)儀由于其安裝在鉆孔內(nèi)，對(duì)于絕大部分滑坡來(lái)說(shuō)不具備鉆孔，要安裝深部位移監(jiān)測(cè)儀需要打鉆，其工作量和成本增加不少；

4、地面激光雷達(dá)掃描儀其缺點(diǎn)是不能濾除植被，對(duì)于植被茂密的東南和西南地區(qū)，其監(jiān)測(cè)效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種滑坡多點(diǎn)位移智能監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)智能化控制，體積小巧、安裝方便、操作簡(jiǎn)單、精度高、數(shù)據(jù)可視化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡整體或局部變形趨勢(shì)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

一種滑坡多點(diǎn)位移智能監(jiān)測(cè)裝置，包括，

智能控制模塊,用于滑坡多點(diǎn)位移監(jiān)測(cè)模塊內(nèi)圖像采集、圖像識(shí)別、姿態(tài)控制、激光測(cè)距各模塊的協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)深度處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示，數(shù)據(jù)通信方式選擇及供電方式選擇；