基于物联网技术的地质灾害监测预警系统和我国的发展对策.docxVIP

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基于物联网技术的地质灾害监测预警系统和我国的发展对策

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一前言

自温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，在中国受到了全社会极大的关注。从本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合、集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

我国地质灾害危害严重，地质灾害的防治工作已经引起了各级政府的高度重视，在今年上半年，国务院先后颁布了《山洪地质灾害防治规划》、《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》，明确了在我国地质灾害易发区建立地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治工程体系和应急体系的任务。其中，建立专业监测和群测群防相结合的地质灾害监测预警体系是一项很重要的内容，基于传感器网络（物联网）技术开展监测预警体系建设是未来非常有前景的发展方向。

二基于物联网的地质灾害监测预警技术发展现状

地质灾害监测预警传感器网络（物联网）包括前端传感器、前端数据采集处理器、（无线、有线）通信模块和后台数据的处理和信息发布系统软件。现在国内外的地质灾害的实时监测预警系统实际上也包括这些内容。

（一）发达国家地质灾害监测预警物联网的研究现状

近年来，发达国家已经越来越重视滑坡、泥石流灾害实时监测早期预警，并作为滑坡、泥石流等地质灾害防灾减灾的一种有效手段[1]。美国、瑞士、德国、韩国、日本等都建立了滑坡、泥石流实时监测系统，开发了相应的数据采集、传输、处理、分析和管理为一体的监测预警系统。

20世纪70年代末期，苏联在研究泥石流特征和机理的基础上，在泥石流流通区设置地震传感器，通过有线或无线通道将泥石流模拟信号传送到下游接收调度站，进行处理、判别，从而向泥石流危险区的居民发出报警信号，以采取紧急避难措施，减少损失。

日本在泥石流预警系统研制和开发方面，以发展具体一条或相邻沟的小规模地区的泥石流预报系统为主，通过对上游泥石流形成区降雨资料的统计分析，确定临界雨量值和临界雨量报警线，通过上游雨量实时监测数据采集、演算和比较判别，自动发出报警信号，再辅助采用分布式泥位监测传感器和视频传感器对泥石流进行监控和报警。

美国地质调查局对一些重点滑坡进行了实时监测，运用地面伸缩仪、倾斜仪、地声监测、地下水压力传感器和雨量计等设备进行[2]。欧盟国家的瑞士、德国、法国、西班牙和意大利等国地质灾害监测预警的技术和方法与美国类似。

从2002年起，韩国滑坡实时监测系统正式运行。滑坡实时监测系统主要运用光纤传感器、地面伸缩仪和倾斜仪器组合传感器、地下水压力传感器和雨量计等对以下范围的边坡进行实时监测：已有渐进滑动的边坡、未采取防御措施的较危险边坡、高度超过30米的边坡、位于重要文化聚集区以及国家公园内边坡，达到实时掌握危险边坡的动态。

在区域滑坡泥石流监测方面，美国是最早开展区域地质灾害预警预报工作的国家之一。1985年，美国地质调查局（USGS）和美国气象服务中心（NWS）联合在旧金山湾地区建立了滑坡泥石流预警系统[3]。近年来，美国在华盛顿州一些地质灾害敏感区，建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络，监测技术主要采用自动雨量计监测和雷达监测。

目前，国外发达国家的滑坡泥石流实时监测系统的通信传输方式，前期采用无线短信、ZIGBEE、GPRS、CDMA和有线通信传输等方式，近年来大多采用无线宽带通信传输手段传输监测数据，后台经过处理软件并结合互联网进行预警信息发布。

（二）我国地质灾害监测预警传感器网络的研究现状

我国建立的地质灾害群测群防网络基本上覆盖了全国的山区丘陵县市，每年有效避灾上千起。目前，群测群防监测手段大多采用人工收集方式，存在数据收集不及时、信息覆盖面不足的缺点。以物联网技术为基础，中国移动与重庆市国土局合作开发了地质灾害信息管理系统，群测群防终端结合GPS技术和图片拍摄功能，通过无线网络传输监测数。近年来，我国在滑坡、泥石流灾害自动监测监测方面，在四川雅安、四川华蓥山地区、四川大渡河上游、云南哀牢山地区、福建泉州、陕西延安等地开展了地质灾害自动监测预警示范系统建设。从2002年开始，国家相关部门投资1.5亿元全面、系统地建立了三峡库区滑坡灾害监测网络。

在地质灾害区域监测预警方面，我国在四川雅安、云南新平、福建德化等地质灾害预警示范区，逐步建立了比较完善的基于降雨监测的地质