分析滑坡变形监测预警系统的设计和应用

分析滑坡变形监测预警系统的设计和应用

【摘要】在滑坡变形的监测过程中，由于监测周期较长，必然会导致大量数据信息的积累，因此对这些监测资料实行有效的管理和数据分析将直接关系到滑坡的稳定性监测和预警，因此滑坡变形监测预警系统的设计和开发也成为广大工程技术人员的重要研究项目[1]。本文根据滑坡变形监测预警系统的设计原则，设计了一个关于滑坡变形监测的逻辑系统，进而通过实验验证得到客观的应用分析。

【关键词】滑坡变形；监测预警系统；设计；应用

二十一世纪是科学技术迅速发展的时期，各种经济技术的突飞猛进给人们的生产生活带来了极大的便利，但是自然灾害尤其是地质灾害的发生又使人们在自然环境面前变得被动。自然环境的改变导致大量的滑坡灾害，不仅给经济建设带来了严重的危害，而且还会造成人员伤亡和生态环境的破坏，因此对地质滑坡灾害的监测预警和防治工作就显得尤为重要。

一、滑坡变形监测预警系统的设计

（一）系统的设计原则

滑坡变形监测预警系统即滑坡变形监测信息管理系统，其功能主要是对滑坡的周期性变形监测信息进行数据计算和分析。滑坡变形监测信息管理系统的设计需要注意四项原则：实用性原则、可靠性原则、先进性原则、友好原则。实用性原则是信息管理系统的主要设计原则，是为了保证滑坡变形监测系统能够以实际问题为处理目标，并在实用的基础上达到系统功能的完善和更新。可靠性原则指的是系统能够适应外界环境的变化，并具有极强的抗干扰能力和纠错能力，保证系统在复杂的自然环境和地质条件下也能正常的运行。信息管理系统的设计和研发要采用先进的思想，使系统能够更好的适应计算机系统和软件技术的发展方向，使系统设计与实际应用更加符合。友好原则是指人机交互界面的友好，滑坡变形监测系统最终是由人来操作的，因此符合人们操作习惯和布局合理的操作界面可以简化操作步骤，提高工作效率[2]。

（二）数据处理

滑坡变形监测信息管理系统是通过对数据的收集和分析来实现监测的，因此数据的处理流程将直接影响系统的监测效果。滑坡变形监测工作的数据处理主要经过了三个阶段的设计。一是监测方案的设计。任何系统设计都需要以监测方案为基础，只有选择最优的测量标准和观测方法，才能达到周期性变形监测的预期效果。二是变形监测并进行数据处理。周期性变形监测过程中所采集的数据不能直接用于检验监测系统的稳定性，需要经过位移向量计算之后才能得到各监测点的变形速率和变形程度[3]。三是变形预测。通过监测所得的数据可以绘制成更加直观的变形曲线，通过图表中滑坡的变形规律可以对其未来动向进行预测。

（三）系统的设计环境

滑坡变形监测信息管理系统的开发环境是以Widows为驱动系统，基于该系统下已有的软件资源，开发和扩展子系统。系统的编程工具是VisualC++，VisualC++是一种可视化的编程工具，对于数据库应用程序的设计十分方便，有利于系统的整体设计和研发。除此之外，系统设计的其他软件环境还包括Microsoft Office、MATLAB等。

二、滑坡变形监测预警系统的数据库设计

滑坡变形的监测数据形成一个庞大的数据系统即数据库，数据库的安全性和稳定性将直接影响监测数据的完整性和真实性，因此对于数据库的设计需要注意下面的原则，只有在设计原则的指导下，才能保证监测数据为变形预测提供真实可靠的参考信息。

（一）数据完整性原则

滑坡变形监测是一项长期的工作，整个过程会形成大量的监测数据，因此数据库的存储空间将直接决定其能接受的数据量大小，在进行数据库结构设计时需要减少数据的反复存储，保留有参考价值的数据信息，对中间数据和计算结果等信息能够进行初步的分类，并有效存储相关的辅助内容[4]。

（二）安全稳定性原则

数据库不仅要保证数据的完整性，还要注意数据保存的安全性，对访问用户进行权限控制，核对用户身份，对重要数据进行加密处理，保护数据不被非法使用。数据库在运行过程中要具有稳定性，能够与其他模块系统协调合作，始终保持良好的运行状态，避免数据过多造成的系统崩溃。

三、滑坡变形监测预警系统的应用分析

（一）滑坡变形监测预警系统在实际应用中的优势

通过对滑坡变形监测预警系统的结构设计和数据库的初步设计，并结合其他先进技术，初步实现了信息管理系统的数据库管理、数据计算等功能，经过初步实验得知，该系统在实际应用中与传统的信息管理模式相比具有明显的优势。相对于之前的信息管理方式，采用数据库的集中管理在存储容量、查询速度和信息共享方面都有了很大的进步。采用系统集成的思想，可以大大提高相关软件的开发速度，降低开发费用。监测系统的设计优化很大程度上取决于工程师的经验，因此设计者的实际监测经验也可以为监测系统监测质量的提高提供准确的参考信息，使设计方案更加符合实际监测预警工作。

（二）滑坡变形监测预警系统在实际应用中存在的问题

滑坡变形监测信息管理系统的设计和开发虽然为今后的滑坡变形监测工作奠定了良好的基础，但是经过实验研究，该系统还不能全部的实现其设计价值，与现实中的变形监测要求还有一定的距离。由于工程师实践经验的不足，导致系统计只是针对某个特定的功能进行设计，因此在软件通用性方面比较差。数据库进行变形点位移向量计算还不够严密，容易导致误差的出现，给实际的预警工作带来不便。

四、提高滑坡变形监测预警系统应用水平的措施

为了使滑坡变形监测预警系统的设计更加符合实际的变形监测预警要求，作为工程师需要不断积累自身的实践经验，通过实践总结分析出重点监测点和难点，并针对重点、难点进行综合分析和设计，只有这样才能提高监测系统适应监测实际的能力。工程师以及相关的设计参与者要对监测区内的隐患点进行排查和识别，隐患点是事故多发区，也是重点设计优化项目，要准确的识别所有的隐患点，并将其纳入到监测系统设计体系中，达到事故预防的目的。在实际的地质考察中，还要引入风险管理概念，按照滑坡的发育密度和危害程度，精确工作范围，对工作区内的各单体滑坡进行风险评价，并按风险大小排列，对风险较大的滑坡区域进行重点分析和设计优化，做到合理配置监测资源，做到有效的监测和预警。

五、结语

对滑坡的动态监测不仅是预防滑坡灾害的重要环节，更是自然灾害防治工程的重点研究项目。采用滑坡变形监测预警系统能够对滑坡的滑动特征和滑动速率进行准确的判断，数据库技术的引入也增加了其系统软件数据处理的能力，可以实现对滑坡现象长时间的监测。和传统的信息管理方式，不但减少了人力物力，而且还提高了监测的效率和准确性，虽然滑坡监测预警系统具有许多优势，但是在实际应用中仍然存在一些问题，这就需要系统软件的设计者通过工作区的实际考察，积累自身的实际经验，为系统的优化设计奠定基础。

参考文献：

[1]唐小丽，戴吾蛟. 基于WebGIS的滑坡监测信息管理系统设计[J]. 测绘工程，2011，05：40-44.

[2]许强. 滑坡的变形破坏行为与内在机理[J]. 工程地质学报，2012，02：145-151.

[3]唐亚明，张茂省，薛强，等. 滑坡监测预警国内外研究现状及评述[J]. 地质论评，2012，03：533-541.

[4]王佳佳，殷坤龙. 基于WEBGIS和四库一体技术的三峡库区滑坡灾害预测预报系统研究[J]. 岩石力学与工程学报，2014，05：1004-1013.