[发明专利]一种基于泥石流演化进程的层次预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质灾害风险分析及其评估技术领域，具体涉及一种基于泥石流演化进程的层次预警方法。

背景技术

泥石流是一种常见的山地自然灾害，是由泥沙、石块等松散固体物质和水混合组成的一种特殊流体，是我国最严重的地质灾害类型之一，因其发生时间短、隐蔽性强、破坏性大等特点，常造成重大人员伤亡和巨大经济损失。我国山地面积约为600万平方公里，占全国土地面积的三分之二左右，且大部分集中于西南、西北等广阔地区，这些地区处于夏季降水多发地区，泥石流灾害频繁发生。随着西部大开发战略的展开，为了减小泥石流所带来的影响，建立行之有效的泥石流预警方法成为西部大开发战略不可忽视的一个环节。

传统的泥石流预警方式为泥石流现象与经验预警，进而发展为泥石流雨量统计分析、数据模型构建、确定临界降雨量，当前技术条件下多采用无线传感网络技术进行短临预警，该技术克服了泥石流复杂环境条件下不易布置信息监测网络的缺点，但在数据采集的全面性及数据分析处理方面较为薄弱，且无法对启动前泥石流进行相应的预报。

针对这些的问题，此次发明主要解决的问题有：(1)采用何种技术手段解决当前泥石流预警的薄弱面；(2)如何进行启动前泥石流预报，且预报准确率如何确定；(3)使用何种方式规避泥石流预警中模型应用的地域局限性；(4)采用何种方式将相关技术进行融合，并应用于泥石流预警报；(5)明确什么情况下，向外界发布相关预警报信息；(6)预警信息发布方式。

我国泥石流主要以防治为主，现有的泥石流短临预警技术在实际应用过程中，存在数据分析处理能力薄弱、数据采集缺失等缺陷。。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于泥石流演化进程的层次预警方法，基于目前成熟的无线传感网络短临预警技术，融合新的技术手段，创新预警报方式，结合历史泥石流灾害数据、遥感影像解译数据以及实时监测数据对泥石流进行预警，弥补了泥石流短临预警中的缺陷，实现了泥石流的预警报。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于泥石流演化进程的层次预警方法，包括如下步骤：

S1、应用RS技术，对历史影像数据进行解译，获取相应遥感解译数据，同时采用实地调研等方式得到其它相关历史泥石流灾害数据，数据搜集完成后，应用GIS技术建立历史泥石流灾害数据库，使用ArcCatalog工具将搜集数据导入到数据库中，完成历史泥石流灾害数据库的构建；

S2、获取当前遥感影像数据，使用RS技术进行遥感解译，获取相应数据；

S3、采用ZigBee协议与GPRS网络传输协议，通过动态自组网的形式完成无线传感网络的组建，对预警区域进行实时数据的采集，并使用ZigBee协议与GPRS网络传输协议对采集数据进行传输，使用ArcMap与ToolBox工具，提取坡度与植被覆盖率等相关辅助因素信息，通过WSN与GIS技术综合应用，完成启动后泥石流的实时监测及预警；

S4、采用WebGIS技术接收实时数据，使用ArcMap对接收数据进行处理，完成处理后使用GIS技术建立对应的实时数据库，再使用ArcCatalog工具将数据导入数据库中，完成实时数据库的构建；

S5、调用历史泥石流灾害数据库中数据与RS遥感解译当前影像的数据，使用ArcMap工具对其进行数据分析，如两者相关因素高度相似或解译数据值高于历史数据库中的值，此时采用Web及App的方法发布预报信息，完成对启动前泥石流预报，同时通过敏感性分析，得到该预报准确率；

S6、调用实时数据库中的数据，如主要因素值超过预警阀值，将对外界发布预警信息，完成泥石流预警，若辅助因素超过预警阀值，可结合历史泥石流灾害数据库中数据与其进行对比分析，获得结果信息，并根据相应预警等级对外界发布预警信息。

优选的，所述步骤S3中WSN技术应用，包括无线传感器的选取、无线传感网络组建、网络传输协议选取，所述无线传感器包括雨量传感器、孔隙水压力传感器、GPS位移传感器。

优选的，所述雨量传感器和孔隙水压力传感器用于降水量和雨强的数据采集，所述GPS位移传感器通过坐标位置信息获得相应的地形与位移信息。

优选的，所述网络传输协议采用ZigBee与GPRS协议，ZigBee协议负责传感器至传感器之间，传感器与网关之间的数据传输，GPRS协议负责网关到基站之间的数据传输，两者协同合作完成实时数据的传输；最后通过动态自组网的方式完成无线传感网络的构建。