長安大學“高精度北斗地質災害監(jiān)測預警平臺”,成功預警黃土滑坡
1月27日20時53分,長安大學的“高精度北斗地質災害監(jiān)測預警平臺”發(fā)出滑坡即將失穩(wěn)的緊急紅色告警。7分鐘后,體積近10萬方的黃土滑坡轟然發(fā)生。

而這已經不是長安大學這支研究團隊第一次成功預警突發(fā)性黃土滑坡了,在2019年3月和2019年10月,他們還分別成功預警了兩次突發(fā)性黃土滑坡事故。
基于北斗,可監(jiān)測毫米級的滑坡位移
據報道,這個預警平臺是基于長安大學張勤教授團隊研發(fā)的云平臺低成本高精度北斗/GNSS監(jiān)測系統(tǒng)。
早在2018年10月,長安大學張勤教授和黃觀文教授研究團隊就在黑方臺地質災害隱患點布設了北斗高精度監(jiān)測設備。該些設備能實時捕捉到毫米級的滑坡位移變化,隨著北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的組網成功,這一系統(tǒng)的監(jiān)測精度也進一步提高。之后,通過對高精度的滑坡位移監(jiān)測序列進行分析,可以得到滑坡的運動狀態(tài),進而分析出滑坡所處的變形階段,從而發(fā)出準確預警。

隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在2020年已形成全球服務能力,加之近年來基于虛擬化、分布式技術的云計算得到迅速發(fā)展,團隊設計了一款低成本高效率的北斗云滑坡實時監(jiān)測解決方案:
將終端接收機從專業(yè)測量型設備設計定位為僅接收原始數據的傳感器,實現成本大幅降低;
通過地面網絡將傳感器數據實時傳輸至北斗云,實現云存儲;
在云服務器上,通過多線程并行算法同時進行北斗實時快速定位和事后精密定位,實現云計算;
通過高效數據庫技術,利用Web端平臺進行監(jiān)測信息發(fā)布,實現云發(fā)布。

結果表明,短基線情形下北斗實時監(jiān)測精度E方向(東方向)優(yōu)于2mm,N方向(北方向)優(yōu)于2mm,U方向(高程方向)優(yōu)于3mm,完全能夠滿足滑坡高精度實時監(jiān)測需求。
這個監(jiān)測系統(tǒng)的最底層設備是在各個隱患點布置的GNSS(Global Navigation Satellite System, GNSS)監(jiān)測接收機。長安大學研發(fā)的具有云存儲功能的GNSS多模接收機,相較于傳統(tǒng)接收機在體積上縮小了約75%,在去冗余功能的同時實現了性能穩(wěn)定和可擴展等特點,成本也降至傳統(tǒng)售價的10%,僅數千元。


考慮到許多地形復雜,許多需要監(jiān)測的地方人員難以到達,新型的監(jiān)測接收機還可以用無人機進行精準拋投。

另外,這些監(jiān)測接收機均采用太陽能供電,可保證環(huán)境惡劣地區(qū)的持續(xù)供電,且具有自主恢復的能力,無需人工干預。



