合肥市地质灾害动态变化监测平台建设和应用

何韵

（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥 230001）

0 引言

2011年合肥市区划调整后，行政区域新增县级巢湖市和庐江县，全市地质灾害易发区和重点防范区都相应扩大，地质灾害防治难度骤然加剧。按照以往主要依靠人工监测的方法和手段，很难及时、准确地做好地质灾害防范工作，信息化建设如何能够运用并支撑和助力地质灾害防范，急需找到一条正确、快捷的解决路径。

根据国家领导人关于防灾减灾的系列重要指示精神，坚决落实中央和部、省工作部署，践行“人民至上、生命至上”理念，坚持将自然资源部地质灾害防治“人防和技防”并重的重要战略部署体现到地质灾害防治各个环节。按照部、省级相关部署要求，我市近年来将地质灾害防范信息化建设作为重点工作进行部署，着力将“群测群防”和“地质灾害信息化建设”相结合，打造信息化防灾平台，利用新技术、新方法、新手段科学防灾、减灾，最大程度保障人民群众生命财产安全。

本文主要结合我市地质灾害防范工作的现状和需求，着重阐述地质灾害动态变化监测平台的建设和应用，为助力我市地质灾害防范工作科技化水平的提升起到积极的推动作用。

1 以往监测情况

合肥市位于江淮波状平原和沿江丘陵平原交汇处，总体地势为南高、北低，地貌形态多为平原、丘陵等，地质灾害类型多为崩塌、滑坡等。在空间领域，地质灾害隐患点点多面广，多集中分布在公路沿线、山体切坡、河湖堤岸等处。在时间上，多集中在多雨季节，为每年的汛期，即5～9 月，具有明显的季节性。地质灾害发生的重要因素多为强降水和连续降水，主要因素为人类工程建设等活动。突发性地质灾害可能发生重点区域多为庐江、巢湖等低山、丘陵地区。根据合肥市自然资源和规划局2020年3 月份编制的《合肥市2020年汛前地质灾害调查报告》，全市2020年汛前各类地质灾害隐患点总数为55 处。

地质灾害信息化系统未建设前，我市地质灾害监测基本依靠人工监测和研判，技术手段相对落后，主要表现在三个方面：一是监测工作的时效性不足。地质灾害的发生和发展具有随机性和隐蔽性等规律，尤其是如发生在夜间，依靠人工监测，往往存在漏测或监测不及时等现象。二是监测方式简单，监测设备简易，造成监测精度不足。以往我市地质灾害监测多停留在人工目视监测，直尺、卷尺手工测量，简易裂缝监测仪器测量，手工填报记录等，发生灾情、险情后，由监测员通过喇叭喊话进行预警等工作手段，同时，由于监测设备简单，造成精度不足，致使很多灾体变形迹象难以发现。三是监测人员的专业性水平不高。受人力、物力和环境条件等因素制约，地质灾害隐患点的监测基本遵循就近监测的原则，隐患点的监测员多为其附近居民，而地质灾害的监测工作专业性较强，即使通过短时间培训也很难达到专业监测员的标准，临险、遇险防灾经验的不足势必会影响监测和研判工作的准确性。

2 平台概况

合肥市地质灾害动态变化监测平台是在全省地质环境信息化建设的总体构架和总体部署下，依托业务专网，整合全市地质灾害数据资源，构建市级地质环境数据中心及县（区）级数据分节点建设，建成后可与安徽省地质环境信息平台、合肥市政府应急平台、合肥市防汛抗旱指挥平台（含水文）等相关应急指挥平台，实现信息的互连互通和资源共享。

平台依托于遥感、地理信息系统和全球定位系统及地灾监测技术，以合肥市的崩、滑、流等地质灾变体为监测对象，对各类灾害在其时空域的变形破坏信息和灾变诱发因素信息实施动态监测。通过对变形因素、相关诱因因素等信息的分析处理，对灾变体的稳定状态和变化趋势进行判断。同时，揭示崩、滑、流的空间分布规律，对未来可能发生灾害的地段（点）进行预测和研判，进一步提升管理部门在地质灾害应急防控和处置工作中的科学性、主动性、时效性和精准性。

3 建设内容

合肥市地质灾害动态变化监测平台建设内容主要由以下四部分构成。

3.1 地质灾害点数据采集

主要包括地灾点全景数据采集。并完成剩余点位的视频监控建设。具体针对在册的地质灾害隐患点进行全景照片拍摄。采用普通单反相机设置在三脚架上，实地拍摄隐患点现场，加工后制作成全景照片。人员无法到达的点位采用无人机搭载相机的方式进行拍摄，同时对合肥市地质灾害危险点、隐患点进行实地勘测定点，并与电信部门联合完成在线视频监控系统的布设，提供实时的现场影像和视频资料，并进行精细化数据采集，方便地灾管理人员提前布控，做好应急处置。

3.2 二三维地图展示平台

基于数字模型信息系统技术，利用触摸显示一体机，在三维场景下，实现对合肥市地质灾害隐患点的地理位置、周边地形、全景照片、精细化三维模型的查询、浏览、量测与统计分析等功能，最终完成地质灾害点的三维建模。

3.3 地质灾害气象监测系统

根据地质灾害隐患点的空间分布，合理搭建四要素自动气象站，使所采集的气象数据具有准确性、代表性和可靠性，能精准、及时、稳定地反映所在地区的区域气象条件。四要素自动气象站建设主要包括基础设施的建设、设备搭设和数据调试，然后接入“合肥市气象监测平台”及“合肥市地质灾害监测平台”，完成组网工作。

3.4 移动式地质灾害信息管理系统

为了提高地质灾害防治工作水平，加强地质灾害防治工作信息化建设，通过利用移动终端、移动网络、多媒体、地理信息等技术，为地质灾害防治工作提供技术支撑服务，实现地质灾害防治工作“精准防御”、“精准巡查”、“精准处置”。

4 总体结构与布局

合肥市地质灾害动态变化监测平台总体结构与布局设计见图1。服务保障对象是合肥市政府以及相关的应急管理部门。合肥市自然资源和规划局是地灾指挥中心，二三维地图展示平台、地质灾害监测预警系统以及地质灾害应急指挥系统均部署于该中心，巢湖市、肥东县、肥西县、长丰县、庐江县及市辖区建立地灾指挥分中心，通过在线会商系统，参与合肥市自然资源和规划局组织的各项地灾指挥工作。地灾隐患点的三维和动态监测数据，利用无人机和监测站进行实地动态采集，无人机采集的数据，经专业软件处理，生成三维成果后，通过无线介质传输的方式，录入地灾指挥中心数据库；监测站数据由合肥市气象局进行实时解算，通过专线方式传至地灾指挥中心数据库。

图1 合肥市地质灾害动态变化监测平台总体结构与布局Figure 1. Overall structure and layout of the platform for dynamic monitoring of geological hazards in Hefei City

4.1 地质灾害点数据采集设计

地质灾害点数据采集主要包括三维数据全景照片，并完成地质灾害隐患点视频监控建设。全景照片采集与制作，主要包括外业数据采集和内业处理。外业数据采集部分包括外业出测前准备、外业采集、外业数据后处理及质检；内业数据处理阶段包括影像拼接、场景生成、标注等环节。

4.2 二三维地图展示平台设计

地质灾害二三维地图展示平台采用了三维建模技术、二三维一体化GIS 技术、零客户端三维GIS 技术，整合了合肥市地质灾害点主题多种数据，开发了二三维一体化地图展示平台，集成了数据加载、漫游、查询、分析、动态监测功能，主要建设目标是：建成全市地质灾害点多源数据库，整合影像、倾斜摄影、矢量数据和360°全景数据；开发一套地质灾害二三维地图展示平台，支撑地质灾害环境分析、动态监测和应急管理应用。

4.3 地质灾害气象监测系统设计

一是完成基本气象要素传感器的采样数据，对采样数据进行控制运算、数据计算处理、数据质量控制、数据记录存储，实现数据通信和传输，与终端微机或远程数据中心进行交互；二是担当管理者角色，对构成自动气象站的其他分采集器进行管理，包括网络管理、运行管理、配置管理、时钟管理等以协同完成自动气象站的功能。

4.4 移动式地质灾害信息管理系统设计

合肥市地质灾害点移动监管系统主要包括：基础功能、灾害点巡护、个人中心、巡护管理、统计分析及系统管理6大模块（图2）。

图2 移动式地质灾害信息管理系统图Figure 2. Diagram of mobile geological hazard information management system

基础功能主要包括：用户注册、巡护工具、定位设置。采集过程实时显示轨迹点位置，支持修改轨迹点、轨迹线样式、GPS采集上传设置。

灾害点巡护主要包括灾害点数据、路径规划、在线人数、定制巡护路线、信息采集、报警信息、巡护统计、日常巡护及巡护周报9项功能。

5 成果应用

在地质灾害动态变化监测平台运用之前，依照过去的监测方案，庐江上院-下院滑坡等威胁性较大的重要地质灾害隐患点的监测手段主要依靠人工监测，监测手段单一，监测的频次、监测的要素、监测的准确性和监测数据对滑坡灾害体动态变化的研判等都相对滞后。在该隐患点动态监测系统布设后，管理部门可实时掌握影响隐患点变化的表面位移数据、土壤水分数据、地下水位数据、裂缝位移数据和降雨量数据。2020年强降雨期间，经地质灾害监测预警系统采集数据分析比对，超过阈值预警3次，预警后，责任单位立即组织地质灾害防治专家赴隐患点进行现场调查，并要求监测人员提高监测频次，同时，按照该隐患点应急预案，一旦发生险情即做好人员转移撤离等工作。

在成果调研过程中，地质灾害隐患点监测员反映安装了监测设备后，为监测工作提供了有力的技术保障，减轻了恶劣天气下监测工作难度，减低了监测员的监测风险，建议省、市能进一步的加快推进地质灾害信息化监测设备在地质灾害防范方面的应用。

6 结语

总的来说，合肥市地质灾害动态变化监测平台的建设符合省、市要求加快地质灾害防范信息化建设工作的精神，系统平台的应用有利于进一步完善地质灾害群测群防网络，实现地质灾害隐患点一站化管理、精准化监测、智能化预警，最终提高我市地质灾害防范的主动性、时效性、科学性，切实保护人民群众生命财产安全。