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地质环境监测院开展灾害普适型监测预警仪器示范试用工作

时间:2020-06-29    来源:中国地质环境监测院    作者:仪多多商城     
【导读】普适型多功能地质灾害智能监测预警仪简称普适型预警仪。内置位移传感器、倾角传感器及加速度传感器,可适应于滑坡、危岩崩塌和落石感知等多种工况场景之下的监测工作。其体积小、功耗低、易安装的特性能满足临灾应急环境下的监测需要。

  普适型多功能地质灾害智能监测预警仪简称普适型预警仪。内置位移传感器、倾角传感器及加速度传感器,可适应于滑坡、危岩崩塌和落石感知等多种工况场景之下的监测工作。其体积小、功耗低、易安装的特性能满足临灾应急环境下的监测需要。

  适型预警仪支持预警阈值设置,内置蜂鸣器和LED灯,一旦超过预警阈值可自动启用声光报警功能。普适型预警仪可连续、自动、实时采集被监测体的形变数据,通过LoRa或者NB-IOT模式发送数据至数据中心,便于用户通过电脑、手机等终端随时随地了解被监测体的实时形变情况。

  自然资源部中国地质调查局地质环境监测院承担的重大高位远程地质灾害防治技术集成应用地质调查项目选择金沙江上游3处高位滑坡隐患点开展地质灾害监测预警普适型仪器设备示范试用工作。

  项目组结合地方自然资源部门地质灾害防治需求,聚焦金沙江上游具有堵江风险的高位滑坡,利用多源多期光学遥感数据、InSAR技术、无人机航测并结合地面调查,对金沙江上游84处地质灾害隐患点进行风险评估,最终圈定西藏自治区贡觉县麦巴村滑坡、色拉滑坡,江达县沃达滑坡3处变形较大、堵江风险较高的高位滑坡隐患点开展普适型监测设备试用示范工作。

  截止6月15日,项目组已完成18套监测预警普适型仪器设备的安装和调试工作,其中包含2套智能雨量计、12套地表位移GNSS监测站、4套智能地表裂缝计,所有监测设备均按照《地质灾害监测通讯技术要求》统一将监测数据上传至地质灾害监测预警物联网云平台。

  多源多期光学遥感数据

  随着遥感卫星与传感器技术的快速发展,遥感科学已经进入了一个极速发展的时期,具有多平台、多手段、多波段、多角度等的遥感数据越来越多,再加上遥感数据本身数据量大的特点;遥感数据呈现出明显的“大数据”特征。充分利用遥感“大数据”首先需要消除数据之间的差异,形成归一化、标准化的多源遥感数数集。不同成像方式、不同波段和分辨率的遥感数据并存,遥感数据日益多元化;遥感影像数据量显著增加,呈指数级增长;数据获取的速度加快,更新周期缩短,时效性越来越强。为我国综合对地观测系统综合应用提供关键技术平台与应用系统雏形,为减灾救灾等重大行业遥感综合应用提供应用技术支撑,提高国家遥感应用总体水平和技术竞争力。

  InSAR技术

  干涉合成孔径雷达,英文缩写为InSAR或者IfSAR,是一种应用于测绘和遥感的雷达技术。使用卫星或飞机搭载的合成孔径雷达系统获取高分辨率地面反射复数影像,每一分辨元的影像信息中不仅含有灰度信息,而且还包含干涉所需的相位信号。这种测量方法使用两幅或多幅合成孔径雷达影像图,根据卫星或飞机接收到的回波的相位差来生成数字高程模型或者地表形变图。理论上此技术可以测量数日或数年间厘米级的地表形变,可以用于自然灾害监测,例如地震、火山和滑坡,以及结构工程尤其是沉降监测和结构稳定性。

  InSAR可应用于 构造形变,例如地震造成的地表位移。首次应用实在1992年 Landers地震,很快便在全球各种地震中普遍使用,特别是对1999年土耳其伊兹密特 和2003年伊朗 Bam 地震进行了深入研究。InSAR也可用于监测断层。

  无人机航测

  是传统航空摄影测量手段的有力补充,具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点,在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势,随着无人机与数码相机技术的发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势,无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向,无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面,尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景,无人机系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息,获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据,便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。

  智能雨量计

  是一种气象学家和水文学家用来测量一段时间内某地区的降水量的仪器(降雪量的测量则需要使用雪量计)。常见的有虹吸式和翻斗式两种。1994年12月18日,中国首台光学雨量计问世。雨量器由承水器(漏斗)、储水筒(外筒)、储水瓶组成,并配有与其口径成比例的专用量杯。雨量计的种类很多,常见的有虹吸式雨量计、称重式雨量计、翻斗式雨量计等等。安置在观测场内固定架子上。器口保持水平,距地面高度70厘米。冬季积雪较深地区,应在其附近装一能使雨量器器口距地高度达到1.0-1.2米的备份架子。当雪深超过30厘米时,应把仪器移至备份架子上进行观测。

  冬季降雪时,须将漏斗从器口内拧下(用旧式雨量器的站,须换承雪口),取走储水瓶,直接用承雪口和储水筒容纳降水。

  地表位移GNSS监测站

  地表位移监测分地表相对位移监测和地表绝对位移监测,包括垂直位移和水平位移。地表相对位移监测主要是对在地表形成的裂缝变化量的监测。地表绝对位移监测主要指地表指定点的三维位移量监测。GNSS监测系统是管理人员实时掌握滑坡体形变和位移变化量的依据,各监测点长期连续跟踪观测卫星信号,通过数据通讯网络(3G/4G/有线)实时传输GNSS监测数据到监测中心,可全天候作业,不受气候条件的限制,定位精度高。易于实现全系统的自动化,自动化程度高。并结合各参考站的观测数据与起算坐标通过控制中心软件准实时解算处理,最终得到各监测点的三维坐标。

  地表裂缝计

  适合安装在建筑物或结构表面,可在恶劣环境下长期监测结构表面裂缝或接缝的开合度。两端的万向节允许一定程 度的剪切位移。内置温度传感器可同时监测安装位置的环境温度。增加一些选购的配套设备,可组成脱空测缝计、双向或三向测缝计,以用于堆石坝混凝土面板的脱 空量、伸缩缝或周边缝的位移监测。

  地表形变监测采用的常规监测技术方法主要有:机械测缝法、测缝计法、地面倾斜仪法、水准测量法、全球卫星导航定位技术(GPS法)、高分辨遥感影像法、三维激光扫描法、测距法、干涉雷达法、激光雷达技术方法等。近年来,随着监测技术水平和科学技术的发展,一些高新技术方法如遥感(RS)法、三维激光扫描法等也逐渐被引入地质环境监测领域,并发挥了显著的作用。

  重大高位远程地质灾害防治技术集成应用二级项目

  采用高分辨率光学遥感解译、InSAR变形观测、无人机航空摄影测绘、工程地质测绘、物探、钻探、岩体质量测试、地表及深部变形监测等空天地一体化的调查与监测手段查明了西藏喜马拉雅重点地区、雅鲁藏布江大拐弯区域、金沙江上游流域、三峡库区巫峡段高位远程地质灾害分布发育情况,总结了不同类型高位远程地质灾害成灾模式,探索了高山极高山复杂地质环境条件地区大范围和精细化InSAR监测技术方法,提出了基于光学遥感与InSAR遥感数据的高位远程滑坡特征提取与早期识别技术,构建了基于原位测试的大型三维岩体结构模型,开展了典型高位远程地质灾害风险评估工作。


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