基于GIS技术的地质灾害集成指挥控制方法和系统与流程

本发明涉及地质灾害控制，具体为基于gis技术的地质灾害集成指挥控制方法和系统。

背景技术：

1、地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象；地质灾害在时间和空间上的分布变化规律，既受制于自然环境，又与人类活动有关，往往是人类与自然界相互作用的结果，如滑坡、泥石流、地震、火山、崩塌等。

2、我国地震西多东少，以东经105°为界，我国西部地区主要是亚欧板块与印度洋板块的相互作用区，不仅地质构造复杂，而且地壳运动特别活跃，是世界大陆地震最强烈、多发和密集的地区；而东部地区除了沿海以及华北外，大部分地区相对稳定，故地震较少。

3、目前根据各地区地质灾害管理工作的有关规定，依照各地方地质灾害管理工作流程，建立地质灾害预报预警及应急指挥系统，实现地质灾害预报预警分析及成果签批发布的自动化、科学化，实现地质灾害调查评价、规划、监测、预报预警、应急处置、搬迁治理等地质灾害数据的存储和共享利用；对突发性地质灾害作出分析、评估，为各级政府快速组织相关资源，实施抢险救灾，开展地质灾害防灾减灾工作提供决策依据和技术服务至关重要。

4、然而现有的地质灾害指挥方法大多依靠纸质材料及其受灾点实况地图了解受灾点的地质属性及其受灾状况，因此难以根据受灾情况第一时间得出应急指挥方法，下达指挥命令，从而降低了现有地质灾害应急救援的速度，增加了受灾人员的生命危险和财产损失。

5、因此，不满足现有的需求，对此我们提出了基于gis技术的地质灾害集成指挥控制方法和系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于gis技术的地质灾害集成指挥控制方法和系统，通过以往地质属性数据预设出预警阈值，并采集gis地理信息，将当前地质属性数据与预警阈值进行比对，若超出阈值则视为受灾点，根据监测点编号得出所属地理位置；将该处的地质属性数据、坐标与gis地图信息进行融合，形成灾情分布地图；并在gis数据资料库中匹配出对应的应急指挥方法，结合当前实际灾情生成最优化指挥方法；根据gis地图信息为救援人员查找所在位置到灾点的最佳路径，利用无线通信技术将救援现场的视频图像信息实时反馈至指挥终端，以供指挥人员及时下达救援指令；由此提高了现有地质灾害应急救援的速度，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于gis技术的地质灾害集成指挥控制方法，包括以下步骤：

3、步骤一、通过在目标监测区域内布设多个监测点，利用地质传感器与gis采集器采集各监测点的地质属性数据及其目标监测区域内的gis地理信息；

4、步骤二、获取以往各监测点的地质属性数据，并提取平均值预设出预警阈值；

5、步骤三、将当前各监测点的地质属性数据与预警阈值进行比对，得到当前各监测点的灾情预警信息；

6、步骤四、将地质属性数据超出预警阈值范围内的监测点视为预警灾点，根据当前灾点编号确定所属位置，并将该监测点的地质属性数据、坐标与gis地图信息进行融合，形成灾情分布地图；

7、步骤五、在gis数据资料库中匹配出与当前灾情相对应的应急指挥方法，并与当前实际灾情相结合，生成当前地质灾害最优化指挥方法；

8、步骤六、基于无线通信技术为救援现场提供无线传输路径，将救援现场的视频图像信息实时反馈至指挥终端，以供指挥人员及时下达救援指令。

9、进一步的，所述步骤四中在形成灾情分布地图后，还根据gis地图信息为救援人员查找所在位置到灾点的最佳路径，并在到达灾点过程中提供行驶导航。

10、进一步的，步骤六包括：

11、根据灾情分布地图，获取当前灾情范围及周边的基站分布数据，并在灾情分布地图上对基站位置进行标记；

12、通过无线网络尝试与各个基站进行通信连接，对能够进行通信的基站和不能进行通信的基站进行标记区分，并获取能够通信基站的电力供应数据，判断能够通信的基站中是否存在有电力持续供应危机的基站，若是，则确定替代通信中转方案，替代通信中转方案包括组织电力供应抢修方案和投放临时电源方案；

13、评估能够通信基站的信号覆盖范围，判断是否存在没有无线信号覆盖的无信号区域，若是，则在灾情分布地图上进行临时通信基站布置模拟分析，确定临时通信基站布置方案；

14、根据投放临时电源方案和临时通信基站布置方案，形成无人机、临时电源设备和临时通信基站设备调配指令；根据调配指令将临时电源设备和临时通信基站设备分别装载到不同的待命无人机，并让待命无人机将装载的临时电源设备运送至有电力持续供应危机的基站位置投放，控制待命无人机将装载的临时通信基站设备运送至确定的临时通信基站布置位置，形成空中临时通信基站，空中临时通信基站根据电力支持时间安排待命无人机进行轮替；由此实现救援现场的无线通信持续。

15、进一步的，步骤六还包括：

16、根据灾情分布地图，结合能够通信基站、存在电力持续供应危机的基站以及空中临时通信基站的布局，进行灾区范围内的无线传输路径规划，形成多种无线传输路径方案；

17、针对各个无线传输路径方案，分析其中存在电力持续供应危机的基站和空中临时通信基站的通信使用承载情况，并采用以下公式计算若执行方案需要待命无人机支援的运输总时长：

18、

19、上式中，tk表示第k个无线传输路径方案需要待命无人机支援的运输总时长；n表示存在电力持续供应危机的基站数量；ωik表示第k个无线传输路径方案第i个存在电力持续供应危机的基站需要待命无人机支援的次数；μ1表示待命无人机运送临时电源设备时的载重系数，无量纲；dik表示第k个无线传输路径方案第i个存在电力持续供应危机的基站与待命无人机基地之间的飞行距离；v表示待命无人机在执行运输任务时的飞行速度；m表示空中临时通信基站数量；ωjk表示第k个无线传输路径方案中第j个空中临时通信基站需要待命无人机支援的轮换次数；μ2表示待命无人机运送临时通信基站设备时的载重系数，无量纲；djk表示第k个无线传输路径方案中的第j个空中临时通信基站位置与待命无人机基地之间的飞行距离；

20、根据需要待命无人机支援的运输总时长计算结果，由小到大对无线传输路径方案进行排序，以排序顺序作为对应无线传输路径选用的优先顺序，执行救援现场的无线通信持续任务。

21、基于gis技术的地质灾害集成指挥控制系统，包括：

22、gis数据采集单元，基于gis采集器与分布在各监测点的地质传感器，采集各监测点的地质属性数据；

23、gis数据资料库，用于存储各监测点的gis地理信息、地质属性数据及其以往各种地质灾害应急指挥方法，用以形成gis数据资料库；

24、灾情预警单元，结合以往各监测点的地质属性数据设定灾情预警阈值，并将当前所采集的各监测点的地质属性数据进行比对，用以得到各监测点的地质灾害预警信息；

25、灾点确定单元，对当前地质灾害预警信息与gis数据资料库中gis地理信息进行数据融合，用以对灾点进行导航定位；

26、灾情处理单元，将当前地质灾害预警信息与gis数据资料库中以往各种地质灾害应急指挥方法进行匹配，获取对应的地质灾害指挥控制方法。

27、进一步的，所述gis数据采集单元包括：

28、编号模块，用于对各监测点进行编号排序，并将各监测点的编号存储于gis数据资料库中。

29、进一步的，所述gis数据资料库包括：

30、数据分类模块，用于将gis地理信息、地质属性数据及其各种地质灾害应急指挥方法进行分类存储，形成gis地理数据库、地质属性数据库以及地质灾害应急指挥方法数据库；其中，gis地理数据库中包括：地质维度特征数据、植被覆盖度特征数据以及降雨量维度特征数据；

31、地图管理模块，用于对gis地图信息进行管理，为灾点提供地图浏览、测量以及查询功能。

32、进一步的，所述灾情预警单元包括：

33、阈值预设模块，提取以往中地质属性数据的平均值，并基于平均值设定灾情预警阈值；

34、阈值比对模块，用于将当前各监测点的地质属性数据与阈值进行比对，以获得当前各监测点的灾情预警信息；

35、灾情预警模块，用于将超出阈值范围内的灾情预警信息及其所属监测点编号进行预警通报。

36、进一步的，所述灾点确定单元包括：

37、数据融合模块，用于将发出预警通报监测点的地质属性数据、坐标与gis地图信息进行融合，形成灾情分布地图；

38、定位导航模块，基于当前灾点的坐标与gis地图信息为救援人员查找所在位置到灾点的最佳路径，并在到达灾点过程中提供行驶导航。

39、进一步的，所述灾情处理单元包括：

40、灾情匹配模块，将当前预警通报的地质属性数据与gis数据资料库中以往地质灾害应急指挥方法按预警等级及地质属性进行匹配，并将所匹配的应急指挥方法与当前实际灾情相结合，生成当前地质灾害最优化指挥方法；

41、无线通信模块，基于无线通信技术为救援人员实时反馈救援现场的视频图像信息，以供指挥人员及时下达救援指令。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

43、本发明，通过根据以往所监测的多处地质属性数据预设出预警阈值，利用gis采集器采集目标区域内gis地理信息，基于地质传感器实时监测目标区域的地质属性数据，并将其与预警阈值进行比对，若超出阈值则视为受灾点，并根据监测点编号得出所属地理位置；结合该处的地质属性数据、坐标与gis地图信息进行融合，形成灾情分布地图；并在gis数据资料库中匹配出与当前受灾点相对应的应急指挥方法，结合当前实际灾情生成最优化指挥方法；根据gis地图信息为救援人员查找所在位置到灾点的最佳路径，并在到达灾点过程中提供行驶导航；利用无线通信技术为救援现场提供无线传输路径，将救援现场的视频图像信息实时反馈至指挥终端，以供指挥人员及时下达救援指令；由此提高了现有地质灾害应急救援的速度，降低受灾人员的生命危险和财产损失。