一種地質災害監測預警的方法和裝置與流程
2023-06-17 08:31:41 3
本發明涉及地質災害預警技術領域，特別涉及一種地質災害監測預警的方法和裝置。
背景技術：
地質災害監測是提升主動應對地質災害能力的重要手段，通過利用各種監測傳感器對地質災害的變形量等控制性因素進行監測，常見的有人工監測、半自動監測及全自動化監測等方式。通過對監測數據的處理與分析，最後給出地質災害當前的穩定性狀況。地質災害監測預警是一個複雜的系統工程，涉及知識面廣泛，不僅要進行地質災害現場調查、機理分析，還需要了解傳感器技術、網絡傳輸技術等。
目前建立的地質災害監測預警方法，在監測儀器數據採集、處理與分析上，針對監測數據的分析智能化程度不足，預警準確度不高，經常發生誤報、漏報等情況。
技術實現要素：
本發明實施例提供了一種地質災害監測預警的方法和裝置，用以解決現有技術中存在的問題。
一種地質災害監測預警的方法，該方法包括：
根據地形地貌資料庫中存儲的待預警區域的地形地貌數據，將所述待預警區域中具有相同地形地貌特徵的區域劃分為同一個預警區域，獲得多個預警區域；
根據歷史災害資料庫中存儲的所述待預警區域的歷史災害數據，結合所述地形地貌資料庫中存儲的地形地貌數據，統計發生地質災害的區域的誘發地形地貌特徵以及每個誘發地形地貌特徵出現的次數，將所述誘發地形地貌特徵按照次數從大到小排序後，選擇前n個作為孕災因子；
根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子的區域，區域的總數量為q，然後計算每個所述孕災因子出現的次數qi，i＝1,2,…,n，佔存在所述孕災因子的區域的數量q的比例qi/q，將該比例qi/q作為相應孕災因子的自然評價r1i；
根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子，根據發生地質災害的區域具有的所述孕災因子的自然評價r1i將自然評價r1i最大的孕災因子作為對應區域的主孕災因子；統計每個區域的人口密度pj，j＝1,2,…，然後計算每個區域人口密度pj佔預先設定的人口密度上限p的比例pj/p，確定該比例pj/p與對應區域的主孕災因子的對應關係，計算具有相同主孕災因子的區域的比例pj/p的平均值，將該平均值作為每個主孕災因子的社會評價r2i；
根據預先設定的自然評價和社會評價的權重以及每個所述孕災因子的自然評價r1i和社會評價r2i，計算每個所述孕災因子的綜合評價；
根據預警區域中的地形地貌特徵，統計每個所述預警區域中存在的所述孕災因子，每個所述孕災因子的綜合評價之和即為相應預警區域的易發評價，根據預先設定的劃定標準，將每個所述預警區域劃分一個易發等級；
根據雨量計採集得到的前x天的累計降雨量以及氣象預報平臺作出的未來24小時的降雨量確定每個所述預警區域的降雨危險等級；
根據每個所述預警區域的易發等級和降雨危險等級，參照預先設定的危險性計算標準計算每個所述預警區域的預警等級。
優選地，選擇的孕災因子為5個，分別為地形、地貌、地層巖性、地質構造和水系流域。
優選地，在確定所述主孕災因子時，如果多個孕災因子的自然評價相同，則在相同自然評價的孕災因子中隨機選擇一個作為主孕災因子。
優選地，所述方法還包括：
持續監測，如果某個預警區域發生地質災害，則將該預警區域的數據添加到所述歷史災害資料庫中，重新進行計算。
本發明還提供了一種地質災害監測預警的裝置，包括：
區域劃分模塊，用於根據地形地貌資料庫中存儲的待預警區域的地形地貌數據，將所述待預警區域中具有相同地形地貌特徵的區域劃分為同一個預警區域，獲得多個預警區域；
孕災因子確定模塊，用於根據歷史災害資料庫中存儲的所述待預警區域的歷史災害數據，結合所述地形地貌資料庫中存儲的地形地貌數據，統計發生地質災害的區域的誘發地形地貌特徵以及每個誘發地形地貌特徵出現的次數，將所述誘發地形地貌特徵按照次數從大到小排序後，選擇前n個作為孕災因子；
評價計算模塊，用於根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子的區域，區域的總數量為q，然後計算每個所述孕災因子出現的次數qi，i＝1,2,…,n，佔存在所述孕災因子的區域的數量q的比例qi/q，將該比例qi/q作為相應孕災因子的自然評價r1i；
所述評價計算模塊還根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子，根據發生地質災害的區域具有的所述孕災因子的自然評價r1i將自然評價r1i最大的孕災因子作為對應區域的主孕災因子；統計每個區域的人口密度pj，j＝1,2,…，然後計算每個區域人口密度pj佔預先設定的人口密度上限p的比例pj/p，確定該比例pj/p與對應區域的主孕災因子的對應關係，計算具有相同主孕災因子的區域的比例pj/p的平均值，將該平均值作為每個主孕災因子的社會評價r2i；
所述評價計算模塊還根據預先設定的自然評價和社會評價的權重以及每個所述孕災因子的自然評價r1i和社會評價r2i，計算每個所述孕災因子的綜合評價；
等級劃分模塊，用於根據預警區域中的地形地貌特徵，統計每個所述預警區域中存在的所述孕災因子，每個所述孕災因子的綜合評價之和即為相應預警區域的易發評價，根據預先設定的劃定標準，將每個所述預警區域劃分一個易發等級；
預警等級計算模塊，用於根據雨量計採集得到的前x天的累計降雨量以及氣象預報平臺作出的未來24小時的降雨量確定每個所述預警區域的降雨危險等級；
所述預警等級計算模塊還根據根據每個所述預警區域的易發等級和降雨危險等級，參照預先設定的危險性計算標準計算每個所述預警區域的預警等級。
優選地，所述孕災因子確定模塊選擇的孕災因子為5個，分別為地形、地貌、地層巖性、地質構造和水系流域。
優選地，所述評價計算模塊在確定所述主孕災因子時，如果多個孕災因子的自然評價相同，則在相同自然評價的孕災因子中隨機選擇一個作為主孕災因子。
本發明實施例中一種地質災害監測預警的方法和裝置，首先對待預警區域進行劃分，然後根據歷史災害數據確定孕災因子，接著從每個孕災因子的出現次數以及災害發生區域的人口密度等因素計算得到每個孕災因子的綜合評價，最後根據每個孕災因子的綜合評價、累計降雨量和未來降雨量確定預警區域的災害預警等級，將預警區域的地形地貌數據、歷史災害數據和人口密度等因素考慮進去，得到的預警結果更加準確可信。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種地質災害監測預警的方法的流程圖；
圖2為應用圖1中地質災害監測預警方法的裝置的功能模塊圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
參照圖1，本發明實施例提供了一種地質災害監測預警的方法，該方法包括：
步驟100，根據地形地貌資料庫中存儲的待預警區域的地形地貌數據，將所述待預警區域中具有相同地形地貌特徵的區域劃分為同一個預警區域，獲得多個預警區域；在本實施例中一個待預警區域可以為一個省、市或縣區等；
步驟110，根據歷史災害資料庫中存儲的所述待預警區域的歷史災害數據，結合所述地形地貌資料庫中存儲的地形地貌數據，統計發生地質災害的區域的誘發地形地貌特徵以及每個誘發地形地貌特徵出現的次數，將所述誘發地形地貌特徵按照次數從大到小排序後，選擇前n個作為孕災因子；
在本實施例中，選擇的孕災因子為5個，分別為地形、地貌、地層巖性、地質構造和水系流域；當然為了確保預警結果的準確性，可以選擇更多的孕災因子，付出的代價為計算量加大；
步驟120，根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子的區域，區域的總數量為q，然後計算每個所述孕災因子出現的次數qi(i＝1,2,…,n)佔存在所述孕災因子的區域的數量q的比例qi/q，作為相應孕災因子的自然評價r1i；
步驟130，根據所述歷史災害資料庫中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子，由於每個發生地質災害的區域最多只有全部的所述孕災因子，最少只有其中一個孕災因子，則根據發生地質災害的區域具有的所述孕災因子的自然評價r1i將自然評價r1i最大的孕災因子作為對應區域的主孕災因子，如果多個孕災因子的自然評價相同，則在相同自然評價的孕災因子中隨機選擇一個作為主孕災因子；
統計每個區域的人口密度pj(j＝1,2,…)，然後計算每個區域人口密度pj佔預先設定的人口密度上限p的比例pj/p，確定該比例pj/p與對應區域的主孕災因子的對應關係，計算具有相同主孕災因子的區域的比例pj/p的平均值，作為主孕災因子的社會評價r2i；
步驟140，根據預先設定的自然評價和社會評價的權重，例如自然評價佔40％，社會評價佔60％，以及每個所述孕災因子的自然評價r1i和社會評價r2i，計算每個所述孕災因子的綜合評價；
步驟150，根據步驟100中獲得的預警區域中的地形地貌特徵，統計每個所述預警區域中存在的所述孕災因子，每個所述孕災因子的綜合評價之和即為相應預警區域的易發評價，根據預先設定的劃定標準，將每個所述預警區域劃分一個易發等級，例如一個預警區域的易發評價小於1.5，則確定該預警區域為低易發區，如果易發評價介於1.5和2.2之間，則確定該預警區域為較低易發區等等。
步驟160，根據雨量計採集得到的前x天的累計降雨量，例如兩天或5天，以及氣象預報平臺作出的未來24小時的降雨量確定每個所述預警區域的降雨危險等級；
步驟170，根據每個所述預警區域的易發等級和降雨危險等級，參照預先設定的危險性計算標準計算每個所述預警區域的預警等級，例如一個所述預警區域的易發等級為中易發區，降雨危險等級為中度危險，則確定該預警區域的預警等級為中級。
步驟180，持續監測，如果某個預警區域發生地質災害，則將該預警區域的數據添加到所述歷史災害資料庫中，從步驟100開始重新進行計算。
基於相同的發明構思，本發明實施例還提供了一種地質災害監測預警的裝置，如圖2所示，該裝置的實施可以參照上述方法的實施，重複之處不再贅述：
區域劃分模塊200，用於根據地形地貌資料庫300中存儲的待預警區域的地形地貌數據，將所述待預警區域中具有相同地形地貌特徵的區域劃分為同一個預警區域，獲得多個預警區域；
孕災因子確定模塊210，用於根據歷史災害資料庫310中存儲的所述待預警區域的歷史災害數據，結合所述地形地貌資料庫300中存儲的地形地貌數據，統計發生地質災害的區域的誘發地形地貌特徵以及每個誘發地形地貌特徵出現的次數，將所述誘發地形地貌特徵按照次數從大到小排序後，選擇前n個作為孕災因子；
評價計算模塊220，用於根據所述歷史災害資料庫310中存儲的歷史災害數據，計算每個所述孕災因子出現的次數qi佔存在所述孕災因子的區域的數量q的比例qi/q，作為相應孕災因子的自然評價r1i；
所述評價計算模塊220還根據所述歷史災害資料庫310中存儲的歷史災害數據，統計發生地質災害的區域中存在所述孕災因子，將自然評價r1i最大的孕災因子作為對應區域的主孕災因子，如果多個孕災因子的自然評價相同，則在相同的孕災因子中隨機選擇一個作為主孕災因子；
所述評價計算模塊220還統計每個區域的人口密度pj，然後計算每個區域人口密度pj佔預先設定的人口密度上限p的比例pj/p，計算具有相同主孕災因子的區域的比例pj/p的平均值，作為每個主孕災因子的社會評價r2i；
所述評價計算模塊220還根據預先設定的自然評價和社會評價的權重，以及每個所述孕災因子的自然評價r1i和社會評價r2i，計算每個所述孕災因子的綜合評價；
等級劃分模塊230，用於根據所述區域劃分模塊200獲得的預警區域中的地形地貌特徵，統計每個所述預警區域中存在的所述孕災因子，每個所述孕災因子的綜合評價之和即為相應預警區域的易發評價，根據預先設定的劃定標準，將每個所述預警區域劃分一個易發等級；
預警等級計算模塊240，用於根據雨量計320採集得到的前x天的累計降雨量以及氣象預報平臺330作出的未來24小時的降雨量確定每個所述預警區域的降雨危險等級；
所述預警等級計算模塊240還根據每個所述預警區域的易發等級和降雨危險等級，參照預先設定的危險性計算標準計算每個所述預警區域的預警等級。
本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。
本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。