[0001] 本发明涉及一种地表勘测技术，具体地说是一种地质灾害监测预警系统和监测预警方法。

[0002] 近年来，由于全球气候异常变化，导致地质灾害隐患也在不断增加；特别是随着人类活动的加剧和活动范围的不断扩大，造成的地质性破坏越来越多。我国疆域辽阔，国土面积广大，孕育地质灾害的自然地质环境条件复杂多变，自然变异强烈。由于不同地区人类活动的性质和强度各有不同，因此所形成的地质灾害的类型、发育强度及危害大小差异甚大，已成为世界上地质灾害多发的国家之一。地质灾害对人民生命财产及国民经济的威胁日趋严重。

[0003] 目前，对地质灾害及其次生灾害的预警监测、监测体系以及监测系统等均尚未建立起来，地质灾害的常规监测手段主要是通过群测群防和监测人员现场参与等，其缺陷主要表现在：1、采用人工操作、人工记录、人工计算的传统方式，人力投入大，既不能做到全天候不间断的监测，也无法在恶劣天气条件下进行实时监测，还不能保证危险区域监测人员的人身安全；2、在外业观测完成后，内业数据处理需要时间较长，不能及时反映地质灾害的状态；3、定期监测数据量小，难以准确描述形变趋势；4、检测精度相对较低，尤其是采用简易监测方法，不能进行高精度监测；5、无法实现实时动态监测，关键时刻无法获取实时的监测数据，难以及时获取地质灾害发生前期的先兆信息，不能为及时决策提供监测服务。

[0004] 地质灾害的形式主要表现在崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、沉降、地裂缝等，究其原因，除气象因素外，地表位移是导致灾害发生的一个主要原因，因此，如能对地表位移这个关键因素进行有效的实时监测，取得必要的监测数据，建立有效的数学模型，就可能对由此引发的地质灾害做出比较准确和及时的预测和预报。

[0025] 如图1所示，本发明地质灾害监测预警系统包括：分布在被监测区域的若干GNSS监测站1、CORS系统2、3G无线网络或无线网桥3、微波通信系统4、监控预警服务器5和监控预警中心计算机6等。其中，CORS系统2和微波通信系统4均是借用所在地区为公用服务的CORS系统和微波通信系统；3G无线网络或无线网桥3为所在地区的移动通讯部门建立的无线通讯网络；监控预警服务器5本身即为普通的服务器，由于是设置在监控预警中心内，与互联网相连接，固称其为监控预警服务器。

[0026] 如图2所示，每个GNSS监测站1中都包括有：GPS接收机11、3G网络传输组件12、视频监控设备13、微波通讯发射组件14和供电电源15等部分。所述GPS接收机11用于接收CORS系统2中GPS参考站发出的GPS定位信息，并以此为据生成确定本站三维位置坐标的实时GPS定位数据信息。所述3G网络传输组件12用于将所述GPS接收机11生成的实时GPS定位数据信息以无线通讯的方式、经3G无线网络或无线网桥3发给监控预警中心计算机6。所述视频监控设备13用于对所述GPS接收机11和周边区域进行现场全景视频监测。所述微波通讯发射组件14用于将所述视频监控设备13摄取的现场视频监测信息以微波通讯的方式、经微波通讯系统4发给监控预警服务器5。供电电源15为GPS接收机11、3G网络传输组件12、视频监控设备13和微波通讯发射组件14等提供电力。供电电源15可采用太阳能电池板与蓄电池的组合形式。在每个GNSS监测站1中还应设置避雷装置，以避免雷击；另外，GNSS监测站1中的GPS接收机11、3G网络传输组件12和微波通讯发射组件14等可集中设置在一个观测墩上，而视频监控设备13可设置在一个支撑杆上，支撑杆设置在观测墩是旁边，使视频监控设备13中的摄像头可以拍摄到观测墩上的结构部件及观测墩周边的情景。

[0027] 监控预警中心计算机6包括通信模块、数据处理模块和地质灾害预测模块。其中，通信模块用于进行基于3G无线通信协议的无线通信和计算机网络通信，接收GNSS监测站1发出的实时GNSS观测数据信息和CORS系统的系统控制中心发出的实时观测数据信息。数据处理模块用于对所接收的实时GNSS观测数据信息和实时位移数据信息进行数据处理，同时建立地表位移实时信息数据库，生成地表位移形变趋势图。地质灾害预测模块是用以对地表位移量、形变趋势进行分析，根据地质灾害位移控制指标，结合被测区域的地表位移信息历史统计资料、现场视频监测信息和现场气象信息，对可能或将要发生的地质灾害，做出灾害种类、发生概率、发生时间和灾害影响范围等方面的预测，同时发出地质灾害预警信息。地质灾害预警信息是通过移动无线通讯网络和/或互联网，向防灾责任单位、防灾责任人和监测预警负责人发送手机短信信息和/或网络示警信息；并在授权的情况下，能够在任何一个连有互联网的计算机上通过三维地理信息平台查看监测点的位移信息，位移形变趋势图，监测点周边地质、地理环境及其他社会经济、文化等相关信息。

[0028] 监测站点的实时cm级精度的位移信息，是通过CORS系统的网络RTK技术获得；事后定期的准动态数据处理，由数据处理模块处理并完成，以获得mm级甚至0.1mm级精度的位移数据信息。

[0029] 本发明地质灾害监测预警系统的工作过程如下：1、位移监测技术流程
系统中的任何一个GNSS监测站1的实时GPS定位数据信息通过3G无线网络或无线网桥3传至监测预警中心计算机6，与此同时，监测预警中心计算机6接收CORS系统2的系统控制中心GNSS连续运行站点的实时GPS观测数据。监测站点的实时厘米级精度的位移信息通过CORS系统2的网络RTK技术获得，而事后定期的准动态数据处理由监测预警中心计算机6中的相应软件进行自动处理，以获得毫米级甚至0.1mm级精度的位移数据信息。

[0030] 系统中的监测预警中心计算机6根据地质灾害位移控制指标，通过设置的手机号码自动将监测信息以手机短信方式发布给相关人员。

[0031] 2、视频监控技术流程远程视频监控是由GNSS监测站1中的视频监控设备13通过微波通信系统4的无线微波通讯，将摄取的现场全景视频信息传至监测预警服务器5，远程客户端可以在互联网上经过授权查看各监测站点的现场全景视频信息。

[0032] 3、远程监控系统在授权的情况下，在连接互联网的任一计算机上，可以打开系统界面，通过专门建立的“三维地理信息平台”网站，查看任一GNSS监测站点的视频信息和地表位移数据信息，还可以查看监测站点周边的地质情况和其它与社会、经济、文化等密切相关的视频信息。

[0033] 本发明地质灾害监测预警方法具体包括如下步骤：a、在地质灾害易发、多发地区，采用分布式布点方式设置若干GNSS监测站1；在所述GNSS监测站1中设置有GPS接收机11、3G网络传输组件12、视频监控设备13、微波通讯发射组件14和供电电源15；所述GPS接收机11用于接收CORS系统发出的GPS定位信息并生成确定本站三维位置坐标的实时GPS定位数据信息；所述3G网络传输组件12用于将所述GPS接收机11生成的实时GPS定位数据信息发给监控预警中心计算机；所述视频监控设备13用于对所述GPS接收机11和周边区域进行现场视频监测；所述微波通讯发射组件14用于将所述视频监控设备13摄取的现场视频监测信息发给监控预警服务器；
b、利用CORS系统2的GPS参考站向所述GNSS监测站1中的所述GPS接收机11连续发出GPS定位信息，所述CORS系统的系统控制中心通过建模解算得出检验的GPS观测信息，并通过所述CORS系统的网络RTK技术获得各监测站点的厘米级精度的实时位移数据信息，所述CORS系统的数据通信网络和无线数据播发网将所述实时位移数据信息传输到监控预警中心计算机；
c、利用3G无线网络或无线网桥3提供无线数据传输通道，使所述GPS接收机11生成的实时GPS定位数据信息传输到监控预警中心计算机；
d、利用微波通信系统4提供微波通讯传输通道，使所述视频监控设备13摄取的所述现场视频监测信息传输到监控预警服务器；
e、设置监控预警服务器5，接收和存储所述视频监控设备13摄取的所述现场视频监测信息，并在授权的互联网计算机用户调用时提供所述现场视频监测信息；
f、设置监控预警中心计算机6，接收所述GNSS监测站1发送的实时GPS定位数据信息和所述CORS系统2发送的所述实时位移数据信息，建立地表位移实时信息数据库，生成地表位移形变趋势图，并在地表位移量达到地质灾害位移控制指标时，结合被测区域的地表位移信息历史统计资料、所述现场视频监测信息和现场气象信息，对将要发生地质灾害做出灾害种类、发生概率、发生时间和预计灾害影响范围的预测，同时发出地质灾害预警信息。

[0034] 在所述监控预警中心计算机6中设置有：通信模块，用于进行基于3G无线通信协议的无线通信和计算机网络通信，接收所述GNSS监测站1发出的实时GNSS观测数据信息和所述CORS系统2发送的所述实时位移数据信息；
数据处理模块，用于对所接收的实时GNSS观测数据信息和实时位移数据信息进行数据处理，并建立地表位移实时信息数据库，生成地表位移形变趋势图；以及 地质灾害预测模块，用于对地表位移量和形变趋势进行分析，并在地表位移量达到地质灾害位移控制指标时，结合被测区域的地表位移信息历史统计资料、现场视频监测信息和现场气象信息，对将要发生的地质灾害做出灾害种类、发生概率、发生时间和预计灾害影响范围方面的预测，同时发出地质灾害预警信息。

[0035] 所述地质灾害预警信息是通过移动无线通讯网络和/或互联网向防灾责任单位、防灾责任人和监测预警负责人发送的手机短信信息和/或网络监控信息。