[發明專利]基于多傳感數據融合技術的山體滑坡預警方法

有效

• 申請號: 202110052736.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112903008B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 陳木生;蔡植善;曾永西
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明提出一種基于多傳感數據融合技術的山體滑坡預警方法，包括以下步驟：步驟S1：分別測出監測點位置的有效降雨量、地表位移量和深部位移量，并分別轉換成對應的發生滑坡的概率；步驟S2：將三種發生滑坡的概率分別轉換為直覺模糊集；步驟S3：計算基于熵和模糊散度測度的權重系數，獲得加權基本概率賦值函數；步驟S4：利用改進型DS證據理論融合規則進行迭代處理，得到融合結果作為最終滑坡的概率。其可以減少誤報、漏報，提高預警的有效性和可靠性。

技術領域

本發明屬于電子信息科學與技術，通信技術，防災減災技術領域，尤其涉及一種基于多傳感數據融合技術的山體滑坡預警方法。

背景技術

山體滑坡作為地質災害中常見的災害類型，對其做出科學合理的監測，能有效降低對人民群眾生命財產的威脅。據不完全統計，每年由于地質災害引發的經濟損失高達數十億元，傷亡人數達上千人，因此對其預警系統進行研究具有重要意義。發生山體滑坡是一個由漸變到突變的過程，如果能夠精確、及時地獲取監測點滑坡特征信息，并對滑坡發生時間和發展趨勢做出有效判斷，就能達到防災減災的目的。

山體滑坡監測的方法包括有設站觀測法、測縫法、GPS測量法、近景攝遙感法、地面傾斜法、圖像處理方法等。設站觀測法主要是在坡體表面設置一些標記點，并用利用固定點去觀察這些標記點的變化。地面測斜法是在鉆孔中埋入測斜管，并用測斜探頭在管中滑行，然后通過探頭中的擺錘受到不同重力作用計算測斜探頭與垂直方向的偏移，計算出坡體的變形。測縫法主要是在山體的裂縫處安裝測縫的儀器或裝置，針對已經產生滑坡的區域做進一步監測，適用于已經產生局部滑坡的監測區域，常用的儀器包括測縫計、伸縮計、多功能頻率測試儀等。GPS測量法可利用GPS記錄滑坡體表面的觀察點的三維坐標變化，通過這些坐標點的長期變化分析判別滑坡體的運動規律。遙感方法是在坡體外部利用發射裝置發射一定的信號(一般是電磁波和聲波)到坡體表面，由反射得到的信號變化，再通過提取信號特征反應坡體的前兆信息，該方法的特點是不與監測點直接接觸。圖像處理的方法監測滑坡，是采用在被測滑坡區域標定標記物，使用圖像處理技術識別出該標記物的運動軌跡，從而得出該滑坡體的運動軌跡。

傳統的山體滑坡監測方法是地質勘測人員手持專業的探測設備到現場進行測量，并結合自身的經驗做出判斷，在測量的效率、準確性和智能化方面難以滿足要求。利用全球定位系統(GPS)、遙感(RS)和北斗導航等系統觀測滑坡表面的三維坐標變化，通過這些測試點的坐標變化分析滑坡體的運動規律，從而實現遠程獲得滑坡體的前兆信息，但這些方面只是觀測滑坡體表面變形進行監測，無法對滑坡體內部信息做出準確的監測，從而實現準確的預報。鉆孔測斜儀方法是在特定位置鉆孔并安裝位移傳感器，可以監測滑坡內任意深度的位移，該方法具有精度較高，探測簡易等優點，但在山體臨近滑坡時測量效果較差。圖像處理的方法監測滑坡，是采用在被測滑坡區域標定標記物，使用圖像處理技術識別出該標記物的運動軌跡，從而得出該滑坡體的運動軌跡，該方法觀測滑坡表面的變化，只有滑坡發生了才能檢測到，無法起到很好的事先預警。同時在數據的傳輸量和處理量上將耗費大量時間，在高效率和高利用率上效果欠佳。

由于滑坡形成的機理復雜，并且傳統的山體滑坡預警系統通常只采用單一傳感器進行預警，沒有綜合的考慮地理環境、天氣情況和監測的物理量特征數據，此時容易產生誤報、漏報等現象或者預警不及時、不準確等問題。部分預測系統采用傳統的模糊集理論，沒有考慮不確定因素，對信息的描述不夠準確；或者采用均值方法對模糊矩陣進行處理，不能正確反映降雨、位移量等重要參數對滑坡影響的差異性，從而不能做出有效全面的判斷，影響預警系統的有效性和可靠性。

發明內容