基于InSAR/物联网协同的地质灾害监测与应急预警技术研究
2020-12-09邓重琳
作者简介：邓重琳（1986.12-），男，汉族，南昌，本科，助理工程师，研究方向：gis信息系统研发。
摘 要： 地质灾害会对区域经济和生态平衡造成破坏，利用InSAR和物联网技术可以对地质灾害信息进行识别和采集，因此可通过二者协同作用对地质灾害进行监测和应急预警。通过构建InSAR/物联网协同网络，远程监测数据传输，多维监测数据集成来实现地质灾害信息的动态监测。设计应急预警模型，将采集的监测数据建立模糊规则库，确定灾害发生概率。经过实验测试，预测概率与实际概率较为接近，因此具有实际应用价值。
关键词： InSAR技术;物联网;地质灾害监测;应急预警
【中图分类号】P237 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.044
0 引言
我国地形条件复杂，地质构造运动強烈，由于大规模地进行资源开发，未对地质环境进行有效保护和控制，容易引发地质灾害，造成经济损失和破坏生态平衡，严重时还会危害人民生命安全，因此对地质灾害进行监测和控制对区域发展至关重要[1]。如何有效进行灾害预测和应急预警是地质灾害防治工作的重点内容，准确可靠的预测和预警可以避免人员伤亡，是最有效的减灾手段。InSAR是利用雷达传感器采集雷达与地面间的信息，提取地表三维信息数据，可以有效监测地表变形情况;物联网技术是通过传感器与网络连接，进行信息数据的采集、识别、定位和监测。因此本文将InSAR与物联网技术相结合，协同应用于地质灾害监测和应急预警中，提高监测和预警的准确性和及时性，对地质灾害防治工作起到一定促进作用。
1 动态监测地质灾害信息
1.1 构建InSAR/物联网协同网络
针对大面积、大规模的地质灾害监测要求，使用InSAR和物联网技术，可实现对灾害全方位、立体化的综合监测。构建InSAR/物联网协同网络，可以对灾害体进行现场调查和信息采集，通过传感器实时监测地表变形情况和可能诱发因素，并将采集的信息数据通过物联网传送至协调单元，并建立网络连接关系，实现对监测数据的采集、存储和汇总，因此不仅能够接收传感器采集到的数据信息，而且能够进行融合处理，再通过物联网远程传输发送至监测中心[2]。
1.2 远程监测数据传输
使用物联网技术进行远程监测数据传输，能够提高传输速度和数据量，满足实时监测的需要。物联网数据传输可以支持服务节点和网关节点等功能，不仅提供常规的管理服务，还可以跟踪某一单元，增加安全性[3]。由于网络现已覆盖我国大部分区域，应用物联网远程数据监测，与传统模式相比，传输覆盖范围较广，可以建立不同网络连接，解决异构组网的问题，此外还可以实现高效的数据传输，满足实时在线功能，可持续进行监测。
1.3 多维监测数据集成
InSAR/物联网协同传输网络是一种多维异构网络，为实现监测数据集成，需要建立编码体系，如表1所示。
监测数据可通过编码进行检索，对灾害点和监测设备建立多维数据集成，方便预警模型的计算与分析。
2 设计地质灾害应急预警模型
本文主要以土层压力、岩土表面位移、土壤含水率和降雨量为输入变量，山体稳定性为中间变量，地质灾害发生概率为输出变量，设计应急预警模型。采用获取模糊规则库的方式，可建立48条模糊规则，对模糊库参数取值范围进行设定，使用高斯隶属函数描述模糊集，可以反映语言变量与数值的关系。本文建立的地质灾害发生概率曲线见图1。
将发生概率的模糊值去模糊处理，转化为确定概率值。计算公式可表示为：
以InSAR和物联网技术为基础，对地质灾害信息的动态监测和建立应急预警模型，通过发布预警信息，实现对地质工程的监控管理。
3 实验与分析
为检验本文设计方法的有效性，通过InSAR和物联网进行监测和采集数据，对应急预警模型进行测试。通过仿真实验，地质灾害预测概率如图2所示。
通过图2可知，本文的预测概率与实际概率较为接近，因此具有一定的准确性，可以进行地质灾害监测和预警，满足实际地质安全工作的需要。
4 结束语
本文基于InSAR/物联网的协同应用，对地质灾害监测与应急预警技术进行了研究，虽然取得一定成果，但研究还存在可以拓展的空间。后续可根据地质灾害的类型，如滑坡、泥石流、地震和塌陷等分别进行监测和预警研究，以提高研究方法的适用性。
参考文献
[1] 刘卫校，王辉，郭瑞锋.区块链物联网在地质灾害实时监测预警系统中的建设研究[J].自动化应用，2020（09）：68-69+72.
[2] 刘立，李长安，高俊华，等.基于北斗与InSAR的地质灾害监测关键问题探讨[J].地质科技情报，2019，38（06）：141-149.
[3] 张路，廖明生，董杰，等.基于时间序列InSAR分析的西部山区滑坡灾害隐患早期识别——以四川丹巴为例[J].武汉大学学报（信息科学版），2018，43（12）：2039-2049.
