地质灾害监测预警应急系统实施方案

地质灾害监测预警应急系统
实施方案
目录
1.项目概述 (4)
1.1.建设背景 (4)
1.2.现状描述 (4)
1.3.管理目标 (4)
1.4.建设目标 (5)
1.4.1.实现防控防治管理 (5)
1.4.2.实现联动联防管理 (5)
1.4.3.实现预警分析 (5)
2.建设内容 (6)
2.1.建设原则 (6)
2.2.建设内容 (7)
3.系统设计 (9)
3.1.总体设计 (9)
3.2.设计方法 (10)
3.3.系统架构 (10)
3.4.硬件配置 (11)
3.4.1.网络硬件 (11)
3.4.2.专属设备 (13)
4.功能设计 (16)
4.1.地质灾害基础信息管理系统 (16)
4.1.1.首页展示 (16)
4.1.2.地图操作 (17)
4.1.3.地灾查询 (17)
4.1.4.地灾统计 (18)
4.1.5.地灾专题图 (19)
4.1.6.隐患点管理 (19)
4.1.7.避灾点管理 (20)
4.1.8.其他字典表管理 (21)
4.1.9.防治工程管理 (21)
4.1.10.隐患点巡查管理 (21)
4.1.11.预警信息管理 (22)
4.1.12.地质灾害点评估专家库管理 (22)
4.1.13.地质灾害点评估备案 (22)
4.2.地质灾害在线监测预警系统 (22)
4.2.1.监测点管理 (23)
4.2.2.监测点专题图 (23)
4.2.3.监测数据查看 (23)
4.2.4.实时监测数据展示 (24)
4.2.5.监测数据分析 (24)
4.2.6.预警分析处理 (24)
4.2.7.预警分析结果审核 (24)
4.2.8.预警发布 (24)
4.2.9.预警信息处置反馈 (25)
4.2.10.在线监测数据解析 (25)
4.3.地质灾害气象监测预警系统 (25)
4.3.1.气象数据接入 (25)
4.3.2.雨量监测点管理 (25)
4.3.3.降雨量实时分析 (26)
4.3.4.降雨量等值分析 (26)
4.3.5.降雨强度报表 (26)
4.3.6.降雨强度图表分析 (27)
4.3.7.气象预警分析处理 (27)
4.3.8.预警分析结果审核 (28)
4.3.9.预警发布 (28)
4.3.10.预警信息处置反馈 (28)
4.4.地质灾害移动应用系统 (28)
4.4.1.巡查任务执行 (29)
4.4.2.巡查问题上报 (29)
4.4.3.问题处置和反馈 (29)
4.4.4.防治工程进展记录 (29)
4.4.5.预警信息签收 (29)
4.4.6.预警信息处置和反馈 (29)
4.4.7.现场多媒体信息采集和上报 (30)
4.5.地质灾害应急指挥系统 (30)
4.5.1.定位灾情 (30)
4.5.2.灾情分析 (30)
4.5.3.救灾疏离 (30)
4.5.4.航拍数据载入 (30)
4.5.5.战时指挥 (31)
4.5.6.视频接入 (31)
4.5.7.灾情评估 (31)
4.6.数据互联互通接口 (31)
4.6.1.省厅数据汇交 (31)
4.6.2.区县数据汇交 (32)
4.6.3.数字城市接口 (32)
4.6.4.市级应急指挥平台接口 (32)
5.实施计划 (32)
6.建设预算 (33)
1.项目概述
1.1.建设背景
全球变暖带来的极端气候频现和快速经济发展带来的人为因素对地灾发生推波助澜，使地灾频发、损失加剧，国家省市关注民生重视地灾工作。

但是目前地质灾害基础数据建设不足，更无法对地质灾害预防、地质灾害事件处置以及地质灾害公共事件舆情管理提供很好的数据支撑。

当前物联网、互联网+等技术发展迅速为地灾管理提供及时、有效、智慧提供了良好的技术手段，具备了利用信息化手段推进科技创新实现科技防险避灾使管理水平再上一个台阶。

近年来，党和政府高度重视地质灾害监测预警系统的建设，并提出了明确要求。

2003年，中华人民共和国国务院出台的《地质灾害防治条例》第十四条明确要求“国家建立地质灾害监测网络和预警信息系统”。

2011年6月14日国务院印发了《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》（国发[2011]20号）明确要求：各地区要加快构建国土、气象、水利等部门联合的监测预警信息共享平台，建立预报会商和预警联动机制。

加强预警信息发布手段建设，及时发布地质灾害预警信息。

党的十八大报告提出，要“加强防灾减灾体系建设，提高气象、地质灾害防御能力”。

1.2.现状描述
在地质灾害管理方面根据国家和省厅要求做了很多工作，取得了长足的进步，但是由于历史原因和投入的不足，目前存在的地质灾害管理问题有：
1)目前地质灾害数据不够全面、更新不够及时；没有建立专家库。

2)局内部管理不够精细、全面；管理机制需要细化，特别需要实现规避机制的建立。

3)没有实现一体化的防治管理；全市群防群治程度不够，没有实现联动机制。

1.3.管理目标
从地质灾害防治的职责出发，地质灾害检测预警应急的管理目标有：
1)加强源头防控防范，整治重点隐患，实现地质灾害的可防、可控。

2)推进地质灾害的精细化管理，建立、健全应急管理体系。

3)强化科技防灾避险，进一步提升地质灾害管理水平。

1.4.建设目标
应用先进的物联网、大数据、无人机、虚拟现实等技术，获取实时准确的地质灾害监测及相关地质环境数据，建立地质灾害全时空数据库；建设地质灾害预警综合分析和管理平台，实现全市地质灾害资源和事务的管理，提高地质灾害防治工作质量、效率和管理水平；应用地质灾害专家系统，加强地质灾害预警预报，为防灾减灾辅助决策提供科学依据，最大限度减少人民生命财产损失。

1.4.1.实现防控防治管理
建立源头备案机制，将有可能引发地质灾害的建设工程信息管理起来，便于调阅和灾害点识别。

对重点（一级）灾害防治工程制定防治计划、对防治工程立项、过程、效果和工程档案管理起来，为追查追责提供数据支撑。

1.4.
2.实现联动联防管理
建立横向应急联动责任部门数据库，实现预警信息、灾害事件速报。

建立纵向市村镇三级联防数据库，实现巡查信息登录、预警信息和避灾措施信息分发、灾害事件速报。

建立向省厅系统数据汇交接口。

1.4.3.实现预警分析
建设降雨监测点或接入气象降雨参数，依据降雨强度建立地质灾害预警模型。

建设地质灾害监测点，通过实时监测数据建立地质灾害预警分析模型。

建设地质灾害点在线视频监控或协调接入其他已有灾害点临近视频点在线视频，实现灾害点实况监控。

建立灾害预警分析、核定、短信报警、签收、答复、处置和广播闭环。

利用互联网+理念，建立微信、QQ、APP等信息速报机制，及时、有效辅助灾害防治防范。

2.建设内容
2.1.建设原则
系统建设遵循实用性、可靠性、安全性、扩展性、易用性、规范性、先进性等原则，系统实施按照分步走策略，分期建设，急用先行。

n实用性
以完成为地质灾害管理的业务需求为首要目标，避免“贪大求全，盲目建设”，避免盲目追求最新技术。

n易用性
系统设计必须考虑到使用者水平和以后的维护的方便容易。

所以，在系统的设计中要求系统架构易于理解，系统界面简单实用，系统功能强大，系统管理方便简洁，系统维护容易。

n可靠性
系统的设计必须在投资可接受的条件下，从系统结构、技术措施、设备选型以及厂商的技术服务和维修响应能力等方面综合考虑，以确保系统长期运行的可靠性和稳定性。

n安全性
整个系统应采用多种系统容错手段和防攻击手段，主要设备采用双机容错或镜像备份工作方式，保证系统正常运行；在内网和外网处均采用防火墙技术，隔离非法的网络访问，确保整个系统不受黑客攻击；使用多级权限系统，给领导、系统管理员、应用管理员、一般办公人员进行精确的权限分配，保证重要资料的安全性。

n扩展性
科学的设计思想应着眼于目前的应用系统及现有的技术，并考虑以最小的代价来适应网络技术不断的发展，使现有系统能够与需求同步增长，使系统规模在急剧扩张时亦不需要重
新进行系统规划与设计，充分保护当前的投资。

n规范性
整个系统的各种软件、硬件均应符合相关的国际、国内标准，各级管理信息系统应保持统一业务、统一功能、统一标准、统一界面。

n先进性
在实用性的前提下，所采用的网络和信息化技术应是国际公认的主流技术，具有持续发展的潜力。

同时要求系统能保持在一定时期内不落后，并保证该网络各系统互连的方便性。

2.2.建设内容
（一）地质灾害数据中心建设
1.信息标准化体系建设
信息化标准体系建设目标是保证地质灾害数据从生产、汇交、整合、管理、更新、共享到应用全过程的标准化、规范化。

主要由基础设施标准、数据资源标准、应用开发标准、信息安全标准、信息化建设管理标准等组成。

地质灾害信息化标准体系建设遵循国家、部委、省市相关标准进行梳理、细化、拓展目的是适用本市地质灾害数据中心建设和信息化系统建设。

2.整合物联网技术打造智慧地灾管理
利用物联网传感技术将位移、压力、裂缝、地声等参数变化实时监测数据上传到中心，并结合分析模型分析地质灾害发生地点、概率，经判读后通过短信、系统文字、系统图片闪烁或移动应用APP等将预警信息进行及时推送、经由第一负责人踏勘后启动处置预案，建设地质灾害管理动态监测数据中心。

3.地质灾害数据中心建设
依托本市已有基础地形、影像、三维模型数据，整理地质灾害隐患点、地质灾害事故点和地质灾害隐患点周边建筑物、人口、应急救援设施等数据，建设具有海量数据存储、管理、数据服务和数据交换等功能的数据中心。

通过数据汇交和信息共享交换机制，为地质灾害管理提供管理和服务所需的数据和信息。

（二）地质灾害信息管理平台建设
平台建设采用统一门户、统一用户登录、统一权限管理，基于SOA架构实现共享接出接入，快捷搭建更多专注应用。

1.地质灾害基础信息管理系统建设
对全市地质灾害隐患点通过利用GIS的地形地貌图进行可视化管理，直观展示地质灾害隐患点位置、地质灾害点周边建筑物和地质灾害隐患点整治进展情况，便捷对地质灾害管理提供辅助决策，并结合地质灾害预防管理需要提供地质灾害防治政策、灾情发布、防灾避灾知识科普等信息，实现地质灾害数据采集、数据报表、信息发布基本功能为地质灾害业务管理示范应用系统打下坚实数据基础。

另外还包含防治工程管理、隐患点巡查管理、预警信息管理、地质灾害点评估专家库管理、地质灾害点评估备案等，并利用三维系统优势实现当前降雨强度效果、巡查人员实时位置和巡查轨迹查看，加强图文联动提供更加便捷的途径对防治工程、灾害点和灾害事件进行图文结合应用。

2.地质灾害在线监测预警系统建设
依据国土资源部《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T0221-2006）规定实时监测数据包含位移、压力、裂缝、地声等参数变化，并将这些实时监测数据通过图表显示，依据监测数据的预警分析模型及时对可能发生地质灾害事故的地质灾害隐患点进行预警，预警信息经审核后及时进行发布指导地质灾害潜在事故点受影响区域群众进行防险避灾准备，减少或避免人民生命和财产损失。

3.地质灾害气象监测预警系统建设
依据降雨量实时监测数据或气象共享接入数据实时分析降雨强度结合气象预警分析模型及时对可能发生地质灾害事故的地质灾害隐患点进行预警，预警信息经审核后及时进行发布指导地质灾害潜在事故点受影响区域群众进行防险避灾准备，减少或避免人民生命和财产损失。

4.地质灾害应急指挥系统建设
通过系统定位灾情发生位置，调阅灾情周边（受影响范围内）建筑物、人口等信息，识别临时救灾点自动绘制人员疏离路线，并可将这些信息以及灾情现场无人机航拍实时数据共享给应急救援负责部门。

结合地质灾害移动应用系统实现事故现场和应急指挥中心之间实时数据同步进而及时、高效的指导救援。

5.地质灾害移动应用系统建设
系统应用从办公室延伸到地质灾害现场，将多源性数据纳入到平台中为地质灾害防治、防控、应急提供及时、有效技术保障。

本系统和其他应用系统之间存在依赖，比如巡查任务执行依赖于地质灾害三维管理系统的隐患点巡查管理。

6.互联互通接口
横向建立向省厅系统数据过接口可以快速、及时将省厅需要的数据汇交上报，减少重复数据录入、提升工作效率、降低工作强度。

纵向服务于地质灾害应急指挥协同地质灾害应急预案协作部门进行应急指挥数据交互进而及时高效的进行应急预案处置。

3.系统设计
3.1.总体设计
在进行总体技术架构设计时，以制度标准和安全为保障，通过构建统一数据服务、统一工作平台、统一对外门户，实现对各类业务应用的支撑。

各级应用系统以统一的数据服务为运行环境，以统一的政务工作平台为支撑，以统一的门户对外服务。

各级系统之间通过统一的网络进行数据远程传输和交换。

基于统一数据架构规划建设的、综合满足业务与应用数据信息需求地质灾害信息管理平台，是各类地质灾害数据的集中存储和管理中心，是各类信息资源汇集和整合的中心，是各类业务应用系统部署运行的统一支撑环境。

总体技术架构总体可分为三个层次，分别是数据资源层、服务支撑层以及应用实现层，整个信息化建设遵循相应的行业领域标准和技术规范，辅以科学合理的安全保障。

其中：n数据资源层融合了来自地质灾害的各类专题数据，基础地形、影像、三维模型数据，地质灾害隐患点、地质灾害事故点和地质灾害隐患点周边建筑物、人口、应急救援设施等数据，形成了全面完善、内容丰富的地质灾害数据资源体系，为信息化管理提供支持；
n服务支撑层则是由信息化的基础支撑平台，包括基础支撑平台和逻辑服务层等组成，其能够面向规划业务管理提供工作流引擎、数据引擎等一系列公共组件支持，实现统一登录、统一认证、统一建模；
n应用实现层面向主管部门的各类业务工作，提供数据采集、数据统计与分析、数据发布、预警分析、应急指挥等辅助决策信息化管理支持，形成了一个统一工作平台进行管理、决策和服务，面向各单位/部门及各类用户，提供高效、规范、科学的应用支持。

系统整体架构图如下：
3.2.设计方法
系统设计方法采用面向对象的技术。

面向对象技术是当今开发大规模软件应用系统最先进的技术，采用面向对象分析与设计技术，能够保证系统的先进性、可靠性、可扩展性、开放性。

3.3.系统架构
系统建设是构建在良好的支撑环境下，能够为一定领域内的专业应用提供服务的软件体系。

整个系统基于SOA思想设计，坚持数据、管理、服务、应用相分离的架构原则，在保持灵活性和扩展性的前提下，实现地质灾害数据的管理、共享、融合和数据交换，可实现不同业务应用系统与平台服务的集成，平台应用接口的综合应用与展现，以及实现与其它信息系统的集成。

系统的总体应用架构是：以开放的空间数据库为核心，建立Browser/Server（简称B /S）与基于无线网络的移动应用相结合的应用体系。

B/S架构主要是面向业务应用的各个层级用户提供不同等级的信息访问服务。

移动应用系统主要适用于远程办公和现场办公，使系统应用更便捷。

系统应用场景示意图如下
3.4.硬件配置
3.4.1.网络硬件
n系统硬件环境
系统硬件环境充分利用现有资源，包括机房、机柜、安全设备（如硬件防火墙、入侵检测系统）等，建议购置2~3台新的服务器，其中1台用于实时监测数据服务器，1台用于应用服务器，1台用于外网服务器（WEB服务器），以满足各期工程建设目标需求。

项目完工后，我公司建议用户根据实际情况逐年制定年度设备补充、添置和更新方案。

n服务器设计
服务器系统是整个计算机通信网络系统的核心，要求它具备高可靠性、安全性及容错能力。

根据系统要求，整个服务器系统需要提供实时监测数据服务器——提供在线监测设备控制、在线监测实时数据接收、分析和存储服务；WEB服务器——负责外部网络服务（主要用于外网系统部署应用以及移动应用系统部署应用）；应用服务器——随着应用的扩展，功
能服务和数据服务的数量剧增，为了确保服务器性能能够更好支撑系统应用建议添置新的应用服务器分担负载。

n存储系统
系统建设所涉及到的数据量将很大，需要考虑相应的存储解决方案，因受经费限制，目前只能采用服务器加磁盘阵列的形式。

n服务器参数配置
序号指标指标项技术规格要求
总体要求国际知名品牌
1外观
服务器外观机架式
服务器高度2U
2处理器类型E5-4607v2六核英特尔至强处理器主频≥2.6GHz
高速缓存高速缓存≥15MB
配置数目配置2个
3内存内存类型
DDR3RDIMM 1.5V,DDR3RDIMM 1.35V或DDR3
UDIMM内存
内存配置≥32GB，建议64G
内存最大支持768G
内存插槽数量≥24个内存插槽
4磁盘I/O 内置硬盘类型及
数量
4个500GB15K 2.5寸热插拔SAS硬盘。

(建议6
~8个 2.5寸热插拔SAS硬盘)
阵列控制器集成阵列控制器支持RAID0,1,10（可选5、50）
5I/O扩展PCI I/O插槽6个第PCI-E插槽
6网络以太网卡4个集成的千兆以太网1000BASE-T端口(RJ-45) 7光驱光驱内置DVD光驱
8电源配置的电源标配2个热插拔电源
10系统支持的操作系统
MS Windows Server2012、Red Hat Linux和
SUSE Linux、Vmware ESX Server
11服务售后服务提供原厂3年7×24×4小时免费保修服务。

3.4.2.专属设备
数据采集智能终端：主要应用于在线监测系统现场端，数据实时采集、数据自动记录存储、即时显示、时钟同步、自动监测（监控）、故障报警、远程控制、安全管理、自动传输功能为一体，可直接通过传输网络与监控中心相互通讯，是自动监测监控系统的核心设备,主要通过数字通道、模拟通道、开关量通道采集监测仪表的监测数据、状态等信息，然后通过传输网络将数据、状态传输至上位机；上位机通过传输网络发送控制命令，数据采集传输仪根据命令控制监测仪表工作。

设备参数：
设备运行温度：-20℃～+60℃
相对湿度：5％～95％无凝结
工作电源：AC220V±15%（50HZ）
平均无故障运行时间（MTBF）:≥25000小时
功耗：最大功耗为2.7W；正常情况下功耗为2.1W。

MCU：ARM7、ARM9、ARM10、SEP4020。

10M/100M自适应以太网64M SDRAM64M NandFlashRTC日历时钟，纽扣电池持续供电TFT LCD:3.5inch,6.7M color,320(W)×240(H)Pixels,24-bit parallel RGB Interface(8bitX3)
测量误差:≤0.2%。

高速USB接口
硬件看门狗电路1.6s异常复位
软件看门狗设计100s异常复位
备用电池6小时不间断供电设计
表面位移（裂缝）监测仪：实时监测滑坡体表面裂缝变形情况，具有高精度（1毫米）及触发式采集、存储功能，系统通过GPRS/GSM、北斗卫星等远程网络传输实时数据到监控中心，可及时了解滑坡体表面裂缝实时变化情况。

太阳能、蓄电池供电，一体化结构，适应野外恶劣环境。

深部位移（测斜）监测仪：采用钻孔倾斜仪监测滑坡深部水平位移的方法是判断滑坡深部滑带稳定性情况，判断滑坡深部位置岩土体活动和变化趋向的一种行之有效的重要方法。

随着经济的高速发展,土工测试的重要性越来越突出,精度要求越来越高,实时监测边
坡、滑坡体等结构的倾斜、水平位移或沉降变形情况，通过GPRS/GSM、北斗卫星等远程网络传输实时数据到监控中心，及时了解滑坡体动态变化情况。

太阳能、蓄电池供电，一体化结构，适应野外恶劣环境。

泥石流次声监测仪：次声波是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波。

次声波的频率范围大致为10-4Hz～20Hz。

次声波产生的声源是相当广泛的，现在人们已经知道的自然界次声源有：火山爆发、泥石流、滑坡、山崩、雪崩、流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、电离层扰动，等等。

由于次声波的频率很低，其显著的特点是传播的距离远，而且不容易被吸收。

次声波不但“跑”得远，而且它的速度大于风暴、泥石流等传播的速度，所以它就成了海洋风暴、泥石流、滑坡等来临的前奏曲，可以利用次声波来预报灾害的来临。

泥石流次声报警器是通过敏度极高的声传感器捕捉泥石流源地的次声信号，并把采集的次声信号及时通过GPRS/CDMA等网络远程传输到监控中心，实现现场及远程报警。

雨量自动监测仪：一体化雨量自动监测站是用于收集地面降雨信息的自动观测仪器。

主要应用于气象，防汛，农业，水文水利，环保，高速公路，机场和港口等领域。

自动雨量站是无人全自动雨量记录仪器，它即可作为无人职守的可移动式自记站使用，也可选配系统配套的有线通讯模块或无线通讯模块组成雨量站网络系统。

自动雨量站由翻斗式雨量传感器，雨量微电脑采集器和传输模块构成，雨量自动采集器具有雨量实时显示，自动记录，实时时间，历史数据纪录，超限报警和数据通讯等功能。

翻斗式雨量传感器得到的雨量电信号传输到自动采集器，自动采集器将采集到的雨量值通过有线（RS232或RS485）传输或无线（GPRS）传输，传送给数据中心计算机。

采用一体化结构，具有体积小、安装灵活方便、操作简单、技术先进、功能齐全、运行稳定可靠等特点。

孔隙水压力监测仪：仪器监测滑坡体内特别是滑带处的土壤含水率、孔隙水压力及土壤温度三个参数，根据这些参数的变化来预测预报暴雨滑坡的可能性及危险程度，做到超前预报，以减轻或避免暴雨滑坡造成的巨大经济损失和人员伤亡，并为排水疏干法防治暴雨滑坡提供科学的依据。

该仪器系统主要用于地质灾害监测，也可用于地基处理工程中的监测。

仪器最多可带8路探头，可同时监测不同层位或不同监测点的参数，仪器内部有存储单元，测量的数据自动保存在存储单元内，可定期通过标准接口直接传入微机。

设备参数：
测量范围分辨率精度
孔隙水压力0～400KPa0.1Kpa0.5%F.S
含水率0～饱和含水率0.1%（低含水率时1%F.S
温度0～70℃0.1℃0.5%F.S
存储容量每通道5000组数据
地下水位监测仪：实时监测滑坡体地下水位变化状态，具有自动采集、长期固态存储和远距离(GPRS/GSM、北斗卫星)传输功能，采用太阳能、蓄电池供电。

一体化结构，具有体积小、安装简单、运行稳定、适应野外恶劣环境等特点。

系统采用GPRS通讯方式为主通道、GSM短信通讯为辅助信道的组网方式。

土体含水率监测仪：自动土壤水分监测站可进行土壤的体积含水量、相对湿度、重量含水率、水分贮存量等多项参数的测量和计算，反映滑坡体土体含水饱和度状态，采集的数据通过GPRS/GSM、北斗卫星等远程网络传输实时数据到监控中心，为相关管理部门决策提供依据。

太阳能、蓄电池供电，一体化结构，适应野外恶劣环境。

岩土层含水量和渗透力监测仪：系统实时测量和记录地质灾害（滑坡、泥石流）岩土层容积含水量和渗透力参数。

与降雨量、地下水等参数结合起来，可用于研究地质灾害体的形成机制、发展趋势和对灾害体进行监测预报。

监测仪系统采用TDR技术原理、通过波导棒探针发射的电磁波射入岩土层来测量电磁波脉冲从波导棒的起点传播到接收未端的反射电压值，此反射电压值与岩土体本身含水量和介电常数有函数关系，经过计算转换为测点岩土体积含水量。

设备参数：
含水量测量范围：0-100%（容积含水量）
含水量测量精度：2%F.S
岩土层渗透力（达到设定含水量所需时间）：0-60min
渗透力精度:5%
工作温度：-10℃-45℃
测量脉冲（频率）：1-12GNZ
4.功能设计
4.1.地质灾害基础信息管理系统
在已经建设地质灾害三维管理系统功能基础上新增或完善防治工程管理、隐患点巡查管。