基于InSAR/物聯網協同的地質災害監測與應急預警技術研究

作者簡介：鄧重琳（1986.12-），男，漢族，南昌，本科，助理工程師，研究方向：gis信息系統研發。

摘?要： 地質災害會對區域經濟和生態平衡造成破壞，利用InSAR和物聯網技術可以對地質災害信息進行識別和采集，因此可通過二者協同作用對地質災害進行監測和應急預警。通過構建InSAR/物聯網協同網絡，遠程監測數據傳輸，多維監測數據集成來實現地質災害信息的動態監測。設計應急預警模型，將采集的監測數據建立模糊規則庫，確定災害發生概率。經過實驗測試，預測概率與實際概率較為接近，因此具有實際應用價值。

關鍵詞： InSAR技術;物聯網;地質災害監測;應急預警

【中圖分類號】P237?【文獻標識碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.41.044

0?引言

我國地形條件復雜，地質構造運動強烈，由于大規模地進行資源開發，未對地質環境進行有效保護和控制，容易引發地質災害，造成經濟損失和破壞生態平衡，嚴重時還會危害人民生命安全，因此對地質災害進行監測和控制對區域發展至關重要[1]。如何有效進行災害預測和應急預警是地質災害防治工作的重點內容，準確可靠的預測和預警可以避免人員傷亡，是最有效的減災手段。InSAR是利用雷達傳感器采集雷達與地面間的信息，提取地表三維信息數據，可以有效監測地表變形情況;物聯網技術是通過傳感器與網絡連接，進行信息數據的采集、識別、定位和監測。因此本文將InSAR與物聯網技術相結合，協同應用于地質災害監測和應急預警中，提高監測和預警的準確性和及時性，對地質災害防治工作起到一定促進作用。

1?動態監測地質災害信息

1.1?構建InSAR/物聯網協同網絡

針對大面積、大規模的地質災害監測要求，使用InSAR和物聯網技術，可實現對災害全方位、立體化的綜合監測。構建InSAR/物聯網協同網絡，可以對災害體進行現場調查和信息采集，通過傳感器實時監測地表變形情況和可能誘發因素，并將采集的信息數據通過物聯網傳送至協調單元，并建立網絡連接關系，實現對監測數據的采集、存儲和匯總，因此不僅能夠接收傳感器采集到的數據信息，而且能夠進行融合處理，再通過物聯網遠程傳輸發送至監測中心[2]。

1.2?遠程監測數據傳輸

使用物聯網技術進行遠程監測數據傳輸，能夠提高傳輸速度和數據量，滿足實時監測的需要。物聯網數據傳輸可以支持服務節點和網關節點等功能，不僅提供常規的管理服務，還可以跟蹤某一單元，增加安全性[3]。由于網絡現已覆蓋我國大部分區域，應用物聯網遠程數據監測，與傳統模式相比，傳輸覆蓋范圍較廣，可以建立不同網絡連接，解決異構組網的問題，此外還可以實現高效的數據傳輸，滿足實時在線功能，可持續進行監測。

1.3?多維監測數據集成

InSAR/物聯網協同傳輸網絡是一種多維異構網絡，為實現監測數據集成，需要建立編碼體系，如表1所示。

監測數據可通過編碼進行檢索，對災害點和監測設備建立多維數據集成，方便預警模型的計算與分析。

2?設計地質災害應急預警模型

本文主要以土層壓力、巖土表面位移、土壤含水率和降雨量為輸入變量，山體穩定性為中間變量，地質災害發生概率為輸出變量，設計應急預警模型。采用獲取模糊規則庫的方式，可建立48條模糊規則，對模糊庫參數取值范圍進行設定，使用高斯隸屬函數描述模糊集，可以反映語言變量與數值的關系。本文建立的地質災害發生概率曲線見圖1。

將發生概率的模糊值去模糊處理，轉化為確定概率值。計算公式可表示為：

以InSAR和物聯網技術為基礎，對地質災害信息的動態監測和建立應急預警模型，通過發布預警信息，實現對地質工程的監控管理。

3?實驗與分析

為檢驗本文設計方法的有效性，通過InSAR和物聯網進行監測和采集數據，對應急預警模型進行測試。通過仿真實驗，地質災害預測概率如圖2所示。

通過圖2可知，本文的預測概率與實際概率較為接近，因此具有一定的準確性，可以進行地質災害監測和預警，滿足實際地質安全工作的需要。

4?結束語

本文基于InSAR/物聯網的協同應用，對地質災害監測與應急預警技術進行了研究，雖然取得一定成果，但研究還存在可以拓展的空間。后續可根據地質災害的類型，如滑坡、泥石流、地震和塌陷等分別進行監測和預警研究，以提高研究方法的適用性。

參考文獻

[1]?劉衛校，王輝，郭瑞鋒.區塊鏈物聯網在地質災害實時監測預警系統中的建設研究[J].自動化應用，2020（09）：68-69+72.

[2]?劉立，李長安，高俊華，等.基于北斗與InSAR的地質災害監測關鍵問題探討[J].地質科技情報，2019，38（06）：141-149.

[3]?張路，廖明生，董杰，等.基于時間序列InSAR分析的西部山區滑坡災害隱患早期識別——以四川丹巴為例[J].武漢大學學報（信息科學版），2018，43（12）：2039-2049.