目前國內部分地區山體滑坡事故頻發，鑒于山體滑坡帶來人員傷亡、財產損失、交通嚴重堵塞等問題，本文基于北斗導航和物聯網等平臺設計出低成本山體滑坡監測及預警系統，該系統可實時記錄、上傳山體狀態參數，并在山體即將發生滑坡時緊急報警，通知居民撤離。

北斗滑坡監測方案

斗輪機定位（防碰撞）北斗方案

機器人無人機室內定位

圖片來源北京華星北斗智控技術有限公司

地質災害背景

由于地形地貌和人類工程活動等原因，國內部分地區山體滑坡事故頻發，共發育有大型滑坡140余處，較大滑坡2212處以上。山體滑坡一旦發生，不僅造成滑坡體上人員傷亡、財產損失，而且泥石流將危及一定范圍內的房屋、交通、人員安全，針對山體滑坡存在預防難、救援難、危害大、治理難度大等問題，如何及時有效地監測山體狀態并能夠提前發現異常狀態、及時報警等已經成為人們關注的重點。

提供科研數據

由于山體滑坡存在的諸多危害，因此摸清山體滑坡發生和發展的規律，對其作出準確預報具有理論意義和實踐意義。由于山體滑坡時間的不確定性，滑坡過程短暫且迅速等原因，在山體滑坡中采集數據難度較大，如果能對不同坡面滑坡時收集到的數據進行科學分析，將對日后的準確預報提供科學依據。同時，農業、水利、城鄉建設、交通、林業、礦產等部門也迫切需要這樣的成果作為規劃、管理等的依據。

圖片來源華星北斗智控公司

國內外研究現狀

我國早在1026年就記載長江新攤滑坡的發生，但是因為當時技術水平有限，對其監測和研究達不到監測要求，所以國內外均起步較晚，滑坡研究源于20世紀20年代的瑞典。

20世紀50年代以來，山體滑坡所造成的危害日益突出，許多國家相繼開展定位觀測和室內模型實驗，日本在1968年發生山體滑坡造成大規模災害后，進過20余年的研究，水平已經居世界領先。

20世紀70年代我國才成立山體滑坡研究所，采用大地測量的儀器開展對山體滑坡的監測，但是至今仍有多數地區對山體滑坡的監測處于空白。

目前，國內外有關地質災害研究的項目很多。國內外的滑坡監測研究過許多方法，在實地檢測工作中，國內外滑坡災害的監測主要采用了5種類型的監測技術與方法，如宏觀地質觀測法、簡易觀測法、設站觀測法、儀表觀測法及自動遙測法。

上述滑坡監測方法和儀器在實際應用中已十分成熟，但普遍存在的問題是數據的采集需要人工定期到現場進行，使得滑坡監測缺乏實時性。隨著三維激光掃描技術、GPS一機多天線系統、INSAR（合成孔徑雷達干涉測量）以及多傳感器的集成等高新技術在滑坡監測與預測、預報領域的應用，將進一步提高滑坡災害變形監測預報的精度。但因成本等問題，山體滑坡監測并未大規模應用。

基于以上原因，我們希望研究低成本實時有效的山體滑坡監測及預警系統，以期解決山體滑坡監測及預警方面的困難。

山體滑坡監測方案理論依據

斜坡滑動變形具有階段性，典型的滑坡變形位移可分為3個階段，即初始變形階段（監測點日變率在1mm以下）、穩定變形階段（監測點日變率在1－10mm之間）和加速變形階段（監測點日變率在10mm以上）。由于自然氣候、人類活動等因素的干擾，大多數情況下斜坡位移隨時間變化曲線具有波動而呈振蕩或階躍型，但經過濾波、累加生成等一定的處理，可判定變形破壞階段。國內外成功的滑坡預報基本都是通過位移監測來實現的。

由于地面變形特征可以由定位測得，所以我們可以通過北斗系統定位監測獲取滑坡特征信息，得到監測地區山體的形變趨勢及形變規律，從而達到預報山體滑坡的變形趨勢。

系統整體設計方案

圖片來源北京華星北斗智控公司

該方案包括坡面監測點、基準站、告警系統、互聯網監測中心。

告警系統

告警系統設在各地政府單位，政府機關一旦收到告警信息，可通過廣播、手機短信向當地居民發出告警信息并組織撤離、封閉危險路段等。

互聯網監測中心

互聯網監測中心包含數據接收和存儲系統、信息管理系統、數據處理系統、決策系統等。

互聯網監測中心設在室內，并能連接到互聯網，各地數據匯集點的數據均可通過互聯網上送，監測中心接收到數據后將進行統一量化處理，并按時間點保存至數據庫供后期分析。

華星智控公司監測站

基于北斗系統的山體滑坡監測及預警系統，以物聯網為介質，北斗衛星定位系統為測量工具，有效發揮了北斗系統高定位精度的特點，將山體滑坡災害集中統一管理，進行長期監測及預警，有利于對山體滑坡災害的深入研究、建立各個山體的數學模型以及監測預警，將自然災害帶來的損失減到最低。 通過坡面數據無線組網方式，使坡面監測點的安放和撤出變得靈活方便，對大范圍坡面也有很好的監測效果。對處于不同滑坡時期的滑坡體進行不同周期的數據采集，可使采集到的數據更有價值并且可使坡面監測點在無滑坡危險時處于長期休眠狀態，降低系統功耗及維護的費用。

互聯網監測中心采集的各監測點歷史數據將形成大型數據庫，可以開放提供給科研單位進行分析，為構建滑坡預警位置和滑坡方向監測、滑坡預測分析管理、自動動態監測預警等提供理論依據。