近日,受台风“杜苏芮”影响,国内多地遭遇持续强降雨天气,强降雨天气引发部分地区出现城市内涝、泥石流、山体塌方、山洪等次生灾害,给当地人民群众生命财产安全带来巨大威胁。

事实上,在我国很多地区,受天气、生态破坏等因素影响,泥石流、山体滑坡等地质灾害时有发生。这类地质灾害爆发突然,来势凶猛,不仅破坏房屋及其他工程设施,破坏林木及耕地等,还会造成人员伤亡。如果能通过有效监测和防御,在地质灾害发生前提前预警,能帮助有关部门提前决策,及时疏散,从而保障人民群众的生命安全。

传统的区域地质灾害动态监测主要是通过群测群防的手段,以人工实地勘察获取地质灾害体的状态信息,以经验分析判断地质灾害体的稳定状况。这种方式不仅对监测人员有着较高的技术要求,需要投入大量的人力、物力和财力。其次,人工监测预警效率较低,很难实现对灾害地区的连续实时监控和及时预报。同时,由于监测技术人员需要暴露在灾害活动现场,人身安全缺乏保障。

北京合众思壮科技股份有限公司(简称“合众思壮”)从地灾监测实际情况出发,基于北斗/GNSS高精度定位技术,结合多元化传感器技术和云平台+云计算技术,推出了一系列从踏勘设计到设备安装,再到系统平台及数据对接的普适型地灾监测解决方案。方案因地制宜,针对性配置精准需求配套产品和服务,可对地质灾害等进行全天候、自动化的监测,获取位移、倾斜、崩塌、沉降等变化,精确程度可达毫米级。通过数据分析和预警机制,进行提前研判和预警,有效减少或预防安全事故的发生。实现了地质灾害防治管理的科学化、信息化、标准化和可视化,为防灾减灾决策提供科学依据,为相关部门提供了一套可靠、实用、专业的地质灾害预测与预警系统解决方案。

合众思壮普适型地灾形变监测解决方案在广东河源的应用

河源市位于广东省东北部,东江中上游,距离广州、深圳、香港等大城市仅100多公里,是下游地区的饮用水水源地,被誉为东江河畔的“绿色明珠”。河源地形以山地、丘陵为主,所服务的区域地质灾害以崩塌、滑坡为主,重点防治对象是山区学校、城镇、村庄、医院、集市、林业作业区等人员聚集区,切坡建房居住区,铁路、公路等交通干线沿线及周边人员居住点等。根据当地气象、水文特点,6 月～8 月(主汛期)是突发地质灾害的重点防范期,在该时段内,重点监测由于降雨引发的泥石流、滑坡、崩塌等地质灾害。

在本项目中,合众思壮安装外业设备共计4县1区100余处隐患点,平台绑定上线600余台设备,对监测数据进行实时处理与预警技术支撑服务。

本项目监测区域隐患点数量多、分布广,分布于多个县区,地灾监测现场地形环境复杂、监测设备类型多(GNSS接收机、裂缝计、倾角加速度计、雨量计、报警器、土壤含水率计、泥位计等),在自然条件恶劣与工期紧张等困难环境下,合众思壮工作人员保持一贯严谨、负责的工作作风,耐心听取项目方需求,提供多对一深入服务支持,保质保量保工期,圆满完成600余台套地灾监测设备的安装调试,并且完成了对系统平台的数据接入、预警模型配置等。在该项目中,合众思壮应对复杂形变监测项目的组织及技术能力,获得项目方的一致高度认可。

解决方案构成

因地制宜 搭建监测网络

在为河源量身定制的监测解决方案中,采用了合众思壮自主研发的监测接收机MIS20,以及多种普适型地灾监测传感器,为各个滑坡、崩塌体建立起地表位移变化、倾斜振动变化和表面气象变化等立体化的系统监测网络,通过多重监测数据来对地表位移、倾斜崩塌、降雨量及土壤含水率等变化做出综合研判分析,从而综合监测山体滑坡的变化趋势。

监测设备在监测到灾害体现场数据异常后,平台会自动向报警器发送报警指令,并驱动现场声光报警或入户报警器,以及时通知到现场住户,避免人民群众的生命财产损失。现场视频监控是随着无线网络技术的发展而逐渐采用的地质灾害监测手段之一,对地质灾害现场情况的远程监控起到了非常重要的作用。通过视频监控系统,管理部门可以对灾害情况进行远程评估并设计针对性应急预案。

方案主要设备

1、MIS20扼流圈一体化监测型 GNSS 接收机

一体化智能 GNSS 监测接收机是地灾监测的首选设备,MIS20是由合众思壮推出的一款高稳定性、高可靠性、技术领先 、简单易用、性价比高,并集成了扼流圈天线的一体化 GNSS形变监测专用接收机,可应用于恶劣环境下的多种类型表面位移变形监测。其一体化的结构设计和针对监测领域定制化的性能及功能可满足高精度的地表位移监测应用。MIS20采用的一体化扼流圈天线可确保在各种环境下对卫星信号的更好跟踪以及相位中心的稳定和精准度。MIS20具有优秀的工业防护等级和毫米级的精准度,确保边坡在暴雨等极端天气条件下对各监测点连续及同步监测,同时内置MEMS传感器,支持设备姿态发生变化后即刻触发加密上报。

2、倾角加速度传感器

合众思壮普适型倾角加速度计是一种三轴智能倾角振动传感器,创新一体化集成了供电及传输,主要用于在三维空间内进行全方位倾角测量和振动(频率、振幅)测量。主要应用于滑坡体、崩塌体、边坡、危岩、危房、桥梁等危险源体的姿态和预警。

3、一体化裂缝计

合众思壮一体化裂缝计集成了高精度线性位移传感器,同时集成了三轴高精度倾角及MEMS加速度监测仪,并内置一体化供电及传输单元,可实时监测变形体表面裂缝发育变化,并实时监测XYZ三个方向的加速度以及倾角变化,广泛应用于监测滑坡体、崩塌体、边坡、危岩、桥梁、楼宇健康等危险源体的裂缝发育及姿态变化和预警。

4、压电式雨量计

合众思壮压电式雨量计是基于压电效应原理研发的一款降雨量监测产品,内置一体化供电及传输,相比传统的翻斗式雨量计,没有复杂的机械结构和额外的数据上传单元,具有结构简单、一体性强、安装方便、免维护、成本低等优点,广泛适用于地质灾害、环境监测、水利水电等应用领域。

5、土壤含水率计

合众思壮一体化管式多层土壤含水率计是以介电常数原理为基础的传感器,内置一体化供电及传输,能够针对不同层次的土壤水分含量以及温度状态进行动态观测,最高可检测8层土壤温湿度状态,可快速、全面的了解土壤含水率信息,同时内置MEMS传感器,可对滑坡体的深部滑移等姿态变化做出预警,从而更加科学地制定减灾方案,最大限度地减轻灾害损失。

6、泥位计

泥水位计是基于精确时间测量的电磁波测距技术,传感器发射电磁波照射水面并接收其回波,由此获得水面至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息的一种高精度、非接触式泥水位测量产品,在地灾监测中主要用于监测沟壑型泥石流。

7、声光报警器

声光报警器主要用于灾害预警信息发布,预警消息通过平台自动下发,第一时间将危险信息传递到监测点位现场,为人们撤离提供宝贵的时间。

方案技术亮点

1、支持北斗/GNSS的MIS20型监测接收机,具有优秀的工业防护等级和极高的精准度,确保在暴雨等极端天气条件下对各监测点连续、同步监测的总体误差不大于3mm;

2、 基于北斗/GNSS的多系统GNSS高精度解算引擎,实现高精度、自动化的GNSS基线解算,解算精度优于3mm;

3、基于WiFi自组网前端解算功能的实现,有效降低对公网带宽的依赖,提升网络信号覆盖较差地区的可用性,降低后期运维成本;

4、多传感器融合处理,为预判提供有效的数据支撑。

除了在广东河源,目前,合众思壮普适型地灾形变监测解决方案已应用服务于广东、广西、湖南、湖北等多地的地质灾害频发区域,实现了对地质灾害隐患点24小时全天候实时监测预警,为守护一方平安默默贡献着力量。

韶关地质灾害隐患点专业监测项目

惠州地灾监测预警项目

2022年12月,自然资源部发布《全国地质灾害防治“十四五”规划》,明确提出充分利用国产卫星、无人机、测绘地理信息和地面调查等手段,提升地质灾害隐患动态识别技术水平;综合运用无线组网与物联网技术、GNSS技术、多参量数据融合技术等新型技术手段,研发普适型智能化实时监测预警装备等,健全完善以地质灾害风险防控为主线的综合防治体系,显著提升地质灾害防治的科技信息能力。作为北斗应用企业,合众思壮将继续秉持深耕行业的初心,聚焦北斗/GNSS高精度定位技术的创新研发,不断拓展高精度安全监测应用新场景,打造更先进的监测预警装备及安全监测解决方案,为人民群众生命财产安全保驾护航。

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