本发明属于地质灾害风险评估,具体是一种山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统。
背景技术:
1、近年来,在全球气候变化的背景下,山区崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害发生频率不断增加,严重威胁着当地居民的生命和财产安全以及山区工程的施工安全。
2、现有的研究往往更倾向于从定量化的角度对构成风险的单个要素进行评估,如,张军以等,采用xgboost模型分析了滑坡取样比例和模型参数对滑坡易发性评价精度的影响;刘博文等基于sinmap水文-力学耦合模型,定量分析不同降雨强度下广东省茂名市小流域滑坡灾害群发危险性;现有的研究缺乏综合分析气象大模型、地质、地形数据的能力,导致风险评估的准确性低。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,能从气象、地质和地形进行多角度分析,以提高风险评估的准确性和效率。
2、为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
3、一种山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,包括气象数据采集模块、历史数据存储模块、控制中心、定点数据采集模块和可视化智能决策模块;
4、所述气象数据采集模块用于采集当前山区对应的气象数据,并将气象数据发送至控制中心;
5、所述历史数据存储模块用于存储地质模型和历史评估数据;地质模型包括风险预测区域的地形地貌、植被覆盖率、地层岩性、地质构造、地表水渗透率和岩土体力学参数;历史评估数据包括风险预测区域以往针对潜在的或已经发生过的山洪、崩塌、滑坡和泥石流灾害的风险评估数据、风险预测区域价值或人口数量以及风险区域抗灾能力;
6、控制中心包括风险预测模块,风险预测模块基于地质模型以及气象数据、历史评估数据导入基于气象分析的风险等级评估模型中,确定地质模型中各地块对应的风险等级,并将风险等级标记至地质模型中,得到风险区域,再将风险区域发送至可视化智能决策模块;
7、所述定点数据采集模块用于采集风险区域对应的实时地形湿度指数,并将实时地形湿度指数发送至控制中心;
8、所述控制中心基于风险区域对应的风险等级与设定的标准等级进行对比,若风险等级大于标准等级,则向控制中心发送地质环境风险计算指令;若风险等级小于标准等级,则向控制中心发送地形湿度指数比对指令;
9、控制中心基于地形湿度指数比对指令获取地质模型和气象数据,并基于地质模型和气象数据确定该风险区域对应的预期地形湿度指数,并将当前时间的实时地形湿度指数和预期地形湿度指数进行对比,若实时地形湿度指数小于预期地形湿度指数,则向控制中心发送风险区域维持指令,若实时地形湿度指数大于或等于预期地形湿度指数,则向控制中心发送地质环境风险计算指令;
10、控制中心基于地质环境风险计算指令分析确定风险区域对应的潜在地质灾害类型及其危险性和地质灾害承灾体易损性,基于潜在地质灾害类型确定地质灾害作用强度和地质灾害危险性,并基于地质环境风险计算公式输出地质灾害风险度,并对当前时间风险区域进行地质灾害风险度标记;
11、地质灾害风险度的计算公式如下:r=h·v·e,
12、其中,r为地质灾害风险度;h为地质灾害危险性;v为地质灾害承灾体易损性;e为风险区域价值或人口数量;
13、地质灾害承灾体易损性的计算公式如下:
14、
15、其中,v为地质灾害承灾体易损性;i为地质灾害作用强度;s为风险区域抗灾能力;风险区域价值或人口数量以及风险区域抗灾能力为历史评估数据;
16、所述可视化智能决策模块用于储存已建立的防范措施建议模型中,基于风险区域和地质灾害风险度标记导入防范措施建议模型获取对应的历史评估数据,并将历史评估数据对应的防范措施建议进行显示;可视化智能决策模块还用于将当前时间的防范措施和对应的风险区域和地质灾害风险度标记并作为学习样本输入防范措施建议模型进行训练。
17、采用上述方案后实现了以下有益效果:
18、通过地质模型以及气象数据,以确定地质模型中各区域的风险等级,以减少整体对比量,从而对风险区域进行着重对比,以提高数据处理效率。
19、通过定点数据采集模块采集的实时地形湿度指数,将实时地形湿度指数和预期地形湿度指数进行对比,以验证当前风险区域的预测是否准确,并通过地质灾害风险进行计算,以便于更加直观的该风险区域的风险危害进行预测,为后续的决策提供依据,实现从气象、地质和地形进行多角度分析,以提高风险评估的准确性和效率,与现有技术相比,减少地质灾害风险的数据处理量,并提高对风险区域预测和评估的准确性,从而为决策提供有效依据。
20、进一步,定点数据采集模块包括采集杆,采集杆内沿从上到下的顺序依次设有蓄电池、湿度检测模块和若干检测孔,湿度检测模块并电连接有通信模块,所述通信模块用于湿度检测模块与控制中心建立通讯连接;
21、蓄电池并与湿度检测模块电连接,湿度检测模块包括风扇和湿度检测头,风扇并与蓄电池电连接,湿度检测头并与湿度检测模块电连接;采集杆内开有气体通道,风扇的扇叶和湿度检测头位于气体通道内;所述湿度检测模块基于湿度检测头检测的湿度数据,并将湿度数据通过通信模块发送至控制中心。
22、气体通道并与检测孔连通,且检测孔以气体通道为中心对称布置,检测孔内转动配合有撬板,撬板包括与采集杆转动配合的中心轴,中心轴上固定连接有呈v型的第一杆和第二杆,且中心轴上套设有扭簧;
23、第一杆远离中心轴的一端固定连接有拉绳和沾附块,且沾附块与采集杆固定连接,拉绳远离第一杆的一端固定连接有卡块,卡块并与采集杆滑动配合;
24、采集杆内开有滑槽,滑槽内滑动配合有用于堵塞检测孔的拉板,卡块并与拉板相抵;
25、当沾附块遇水融化而松开撬板时,撬板受扭簧的弹力而向气体通道一侧转动,第二杆封闭检测孔,第一杆通过拉绳带动卡块进行移动,拉绳使卡块不再对拉板相抵,拉板因重力掉落隐藏至滑槽内。
26、有益效果:通过采集杆对地表水渗透检测过程中,因沾附块遇水融化而松开撬板,使第二杆朝气体通道的一侧进行封闭,并通过第一杆通过拉绳松开卡块对拉板的限制,使拉板因自然重力而隐藏至滑槽内,从而使下一层的检测孔打开,再通过风扇周期抽取气体通道内的空气以及水汽与湿度检测头进行接触,以实现对不同位置的湿度变化确定。
27、并通过将不同位置的检测孔进行封闭的方式,以减少湿度检测模块因时间累计而产生的累计误差,使地下湿度变化的测量结果更加的准确,以便于为决策提高更加准确的依据。
28、进一步,第二杆远离中心轴的一侧固定连接有插销,采集杆上还开有若干配合槽,配合槽位于撬板与中心通道之间,当沾附块遇水融化而松开撬板时,插销位于配合槽内。
29、有益效果:通过插销与配合槽之间形成密封层,并提高第二杆的稳固性,通过密封层减少该位置的检测孔的外界水汽进入气体通道,从而减少外界水汽对后续测量的干扰。
30、进一步,相邻的检测孔之间设有用于封闭气体通道的若干隔板,隔板一端固定连接有转轴,转轴并与采集杆转动配合,相邻隔板之间并相抵;
31、中心轴上还固定连接有第三杆,第三杆与第二杆以中心轴为中心对称布置,第三杆与转轴之间还设有拨块,拨块并与转轴固定连接;
32、当沾附块遇水融化而松开撬板时,第二杆运动到最远点时,第三杆不再与拨块相抵,隔板不再对气体通道进行封闭。
33、有益效果:通过隔板将相邻的检测孔之间的气体通道进行封闭,以减少不同位置的检测孔之间的渗透干扰;当撬板受沾附块的限制固定时,第三杆会对拨块限位,使隔板不会沿转轴进行转动,从而保持隔板对气体通道的封闭,当沾附块遇水融化而松开撬板时,撬板通过带动第三杆进行转动,使第三杆顶开拨块,挡板因自身的重力沿转轴为中心进行转动,从而使气体通道连通。
34、进一步,采集杆的顶部还固定连接有遮挡帽,遮挡帽的直径大于杆的直径。
35、有益效果:通过遮挡帽以减少杆体上附着的雨水直接下渗,从而提高湿度检测模块测量实时地形湿度指数的准确性。
36、进一步,遮挡帽上还固定连接有显示灯,显示灯并与蓄电池电连接。
37、有益效果:通过显示灯对采集杆的指示,便于确定采集杆的工作情况以及位置变化。
38、进一步,滑槽远离拉板的一侧并设有压力传感器,压力传感器并与湿度检测模块电连接;
39、所述压力传感器用于检测拉板的施压数据,并将施压数据发送至湿度检测模块,湿度检测模块基于施压数据向风扇发送启动指令,湿度检测模块并将施压数据通过通信模块发送至控制中心。
40、有益效果:湿度检测模块基于压力传感器的施压数据启动风扇,以便于确认不同深度的检测口对应的湿度数据,基于不同深度的压力传感器发送的施压数据进行识别,以便于对不同深度的湿度数据进行标记。
41、进一步,所述控制中心还用于记录当前时间前后的施压数据之间对应的间隔时间,并基于间隔时间对实时地形湿度指数进行获取并标记。
42、有益效果:通过施压数据的间隔时间,已确定相同间隔高度对应下的检测口的实时地形湿度指数,通过湿度数据和间隔时间的双重确认,以提高实时地形湿度指数的准确性。
1.一种山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:包括气象数据采集模块、历史数据存储模块、控制中心、定点数据采集模块和可视化智能决策模块;
2.根据权利要求1所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:定点数据采集模块包括采集杆,采集杆内沿从上到下的顺序依次设有蓄电池、湿度检测模块和若干检测孔,湿度检测模块并电连接有通信模块,所述通信模块用于湿度检测模块与控制中心建立通讯连接;
3.根据权利要求2所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:第二杆远离中心轴的一侧固定连接有插销,采集杆上还开有若干配合槽,配合槽位于撬板与中心通道之间,当沾附块遇水融化而松开撬板时,插销位于配合槽内。
4.根据权利要求2所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:相邻的检测孔之间设有用于封闭气体通道的若干隔板,隔板一端固定连接有转轴,转轴并与采集杆转动配合,相邻隔板之间并相抵;
5.根据权利要求2所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:采集杆的顶部还固定连接有遮挡帽,遮挡帽的直径大于杆的直径。
6.根据权利要求5所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:遮挡帽上还固定连接有显示灯,显示灯并与蓄电池电连接。
7.根据权利要求2所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:滑槽远离拉板的一侧并设有压力传感器,压力传感器并与湿度检测模块电连接;
8.根据权利要求7所述的山区地质环境风险预测的多维度智能决策系统,其特征在于:所述控制中心还用于记录当前时间前后的施压数据之间对应的间隔时间,并基于间隔时间对实时地形湿度指数进行获取并标记。
