一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法技術方案

本發明專利技術公開一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法，屬于地質災害監測預警領域，智能感知預警系統包括監測感知子系統、災害判別子系統、智能預警子系統以及AI救災子系統，能夠實現“天

【技術實現步驟摘要】
一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法


[0001]本專利技術涉及地質災害監測預警領域，尤其涉及一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法。

技術介紹

[0002]頻繁的地質災害活動可沖毀村莊、道路、淤埋農田、阻塞主河、水庫等，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。由于地質災害的突發性和發育隱秘性，在其發育初期很難被及時識別以采取有效防治措施，一旦發育成災便會造成嚴重的自然災害。因此，對地質災害的早期識別和監測預警對有效防治和降低地質災害損失意義重大。
[0003]目前針對地質災害的識別與演化以及成災的監測預警問題還遠沒有得到完全的解決，對于地質災害的監測主要依靠人工排查以及現代衛星遙感、無人機等技術進行識別，不能有效、準確地掌握地質災害的演化特征動態情況，并及時預警災害的發生。此外，現有的技術難以滿足地質災害快速智能預警和突發智能應急處置的需求，也不能對危險地質災害隱患區進行實時的智能數據管理分析，缺乏及時有效的救援方案。
[0004]因此，如何提供一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法，可對地質災害的形成和演化機理進行智能判識和災害預警，達到救援信息化、自動化和智能化的目的，大幅度提高地質災害的監測預警的可信度與救災效率，為地質災害的防治和應急決策提供更有價值的參考信息，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現思路

[0005]有鑒于此，本專利技術提供了一種地質災害識別與演化智能感知預警系統及方法，可對地質災害的形成和演化機理進行智能判識和災害預警，達到救援信息化、自動化和智能化的目的，大幅度提高地質災害的監測預警的可信度與救災效率，為地質災害的防治和應急決策提供更有價值的參考信息。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案，包括：
[0007]第一方面，本專利技術提出一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，包括監測感知子系統、災害判別子系統、智能預警子系統以及AI救災子系統；
[0008]所述監測感知子系統主要包括“天
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空
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地”，即天空層次、空間層次、地面層次三個層次的數據源，所述監測感知子系統用于采集天空層次、空間層次、地面層次的數據信息，基于數據處理算法和二次開發編程模型，對所述數據信息進行預處理得到基礎數據，并將所述基礎數據進行存儲，發送至所述災害判別子系統；為監測預警地質災害的早期識別提供基礎數據支撐。
[0009]所述災害判別子系統主要用于接收監測感知子系統的基礎數據并進行智能化模擬分析，構建智能化地質災害安全風險實時動態評估模型，預測未來的發展趨勢，評判地質災害危險閾值，得到地質災害風險評估量化指標體系和危險性等級，并對判別結果進行可視化展示。
[0010]所述智能預警子系統主要根據災害判別子系統的判別的指標體系和危險性等級采用通信技術并結合物聯網硬件設備對地質災害做出綜合研判，構建實時預警模型，得到地質災害對應的預警閾值，同時對監測預警系統進行操作控制，根據預警閾值劃分對應的預警風險等級，通過預警渠道進行不同等級的預警信息推送，達到超前預警的目的。
[0011]所述AI救災子系統主要根據智能預警子系統發出的預警信息進行災情盲估智能預判、應急生命線智能優選以及智能駕駛機器人協助疏散。主要應用于災害發生以后，利用物聯網和AI技術進行大數據的處理和運算，使救災更加便捷化、智能化和科學化。
[0012]進一步的，所述采集天空層次、空間層次、地面層次的數據信息包括：
[0013]在所述空間層次獲取多時序衛星數據，具體采用ALOS衛星、谷歌地球、哨兵1A、哨兵2A/2B四種多時序衛星獲取地表變形數據、歷史衛星影像數據；在所述天空層次利用無人機航測獲取信息，包括無人機航拍多期影像數據、地形等高線數據；在所述地面層次采用三維激光掃描儀、土壓力盒、孔隙水壓傳感器、一體化土壤水分監測儀、泥位計等監測設備實時獲取三維地形點云數據、土壓力數據、孔隙水壓力數據、含水率數據以及溝道中泥位數據。
[0014]進一步的，所述智能化模擬分析主要對監測數據進行清洗與分類，根據地形數據進行三維建模并結合地表變形數據、多期影像數據、土壓力數據、孔隙水壓力數據、含水率數據以及溝道中泥位數據進行融合化模擬分析，利用多源數據理論對地質災害致災因子進行梳理，掌握地質災害實時的演化特征并結合已有的地質災害資料庫進行分析比對，構建智能化地質災害安全風險實時動態評估模型。
[0015]進一步的，所述智能化地質災害安全風險實時動態評估模型用于對地質災害做出實時預測，預測內容主要包括風險發展趨勢、爆發時間、影響范圍、危險性等級以及災害規模。
[0016]進一步的，所述可視化展示包括實時數據展示和實時預測結果展示，主要包括地表變形時空演化數據圖像顯示，歷史影像圖對比數據顯示、土壓力數據、孔隙水壓力數據、含水率數據以及溝道中泥位數據隨時間變化曲線實時顯示以及實時模擬過程動畫顯示。
[0017]進一步的，根據所述預警閾值劃分對應的預警風險等級，通過預警渠道對不同預警風險等級的預警信息進行推送，具體為：所述預警風險等級主要包括三個等級，所述預警閾值超過一級閾值時，則屬于黃色風險等級；所述預警閾值超過二級閾值時，則屬于橙色風險等級；所述預警閾值超過三級閾值時，則屬于紅色風險等級；所述預警渠道主要包括警鈴、手機APP短信、廣播等信息技術手段，發出警報聲音以及廣播語音，預警裝置分布范圍要覆蓋整個災害危險區。
[0018]進一步的，所述AI救災子系統根據所述智能預警子系統發出的預警信息進行災情盲估智能預判、應急生命線智能優選以及智能駕駛機器人協助疏散，具體為：
[0019]所述災情盲估智能預判可綜合多因子時間序列間的關聯關系，先期預判災情，可對災害受影響人口進行預測、應急物資(安置帳篷、飲用水)需求量預估并利用AI技術對距離最近應急救援隊伍、醫療防疫駐地及學校、廠礦等重要對象給出合理布設；
[0020]所述應急生命線智能優選通過AI分析災后重要省道、國道等交通道路通達性，并且迅速利用現場的監測數據，構建出現場的實時VR場景，方便政府和專家等直接云介入災害現場，指揮救援，并對災害現場進行危險性等級區劃，優選出多條通往重災區的救援生命
線；主要針對災害發生后誘發的道路通訊中斷、房屋垮塌及人員傷亡等災情，急需開展災害應急搶險救援。
[0021]所述智能駕駛機器人協助疏散在政府和專家確定逃生路線和確定需要救災的位置和規模后，AI人工智能能夠自主的調動附近的無人機為逃生人員或救災人員引路，并附加以語音播報功能支持。AI駕駛救援機器人協助居民快速、有序的逃離災害現場，避免盲目的、大面積的人員撤離，減少不必要的資源浪費。當需要救災的位置的地形條件過于復雜，以及規模較大時，可以通過AI人工智能指導AIDM智能救災無人機等進行救援。
[0022]另一方面，本專利技術還提出一種地質災害識別與演化智能感知預警方法，應用于上述地質災害識別與演化智能感知預警系統，包括以下步驟：
[0023]S1.通過監本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，其特征在于，包括監測感知子系統、災害判別子系統、智能預警子系統以及AI救災子系統；所述監測感知子系統用于采集天空層次、空間層次、地面層次的數據信息，對所述數據信息進行預處理得到基礎數據，并將所述基礎數據進行存儲，發送至所述災害判別子系統；所述災害判別子系統用于接收所述監測感知子系統的基礎數據并進行智能化模擬分析，構建智能化地質災害安全風險實時動態評估模型，對地質災害做出實時預測得到地質災害風險評估體系和危險性等級，進行可視化展示；所述智能預警子系統根據所述災害判別子系統的地質災害風險評估量化指標體系和危險性等級并采用通信技術結合物聯網硬件設備構建地質災害實時預警模型；得到地質災害對應的預警閾值，根據所述預警閾值劃分對應的預警風險等級，通過預警渠道對不同預警風險等級的預警信息進行推送；所述AI救災子系統根據所述智能預警子系統發出的預警信息進行災情盲估智能預判、應急生命線智能優選以及智能駕駛機器人協助疏散。2.根據權利要求1所述的一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，其特征在于，所述天空層次、空間層次、地面層次的數據信息包括：在所述空間層次獲取多時序衛星數據，具體采用ALOS衛星、谷歌地球、哨兵1A、哨兵2A/2B四種多時序衛星獲取地表變形數據、歷史衛星影像數據；在所述天空層次利用無人機航測獲取信息，包括無人機航拍多期影像數據、地形等高線數據；在所述地面層次采用三維光掃描儀、土壓力盒、孔隙水壓傳感器、一體化土壤水分監測儀、泥位計等監測設備實時獲取三維地形點云數據、土壓力數據、孔隙水壓力數據、含水率數據以及溝道中泥位數據。3.根據權利要求1所述的一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，其特征在于，所述智能化模擬分析對所述基礎數據進行清洗與分類，根據地形數據進行三維建模并結合地表變形數據、多期影像數據、土壓力數據、孔隙水壓力數據、含水率數據以及溝道中泥位數據進行融合化模擬分析，利用多源數據理論對地質災害致災因子進行梳理，掌握地質災害實時的演化特征并結合已有的地質災害資料庫進行分析比對，構建智能化地質災害安全風險實時動態評估模型。4.根據權利要求3所述的一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，其特征在于，所述智能化地質災害安全風險實時動態評估模型用于對地質災害做出實時預測，預測內容包括風險發展趨勢、爆發時間、影響范圍、危險性等級以及災害規模。5.根據權利要求1所述的一種地質災害識別與演化智能感知預警系統，其特征在于，所述可視化展示包括實時數據展示...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王新剛，王道正，王家鼎，閆淵，李曉莉，連寶琴，薛晨，
申請(專利權)人：西北大學，
類型：發明
國別省市：