地質災害來源于自然和人為地質作用對地質環境的災難性破壞，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫等。我國是世界上地質災害最嚴重的國家之一，近年來，關于滑坡、泥石流類災害的研究是行業研究的重點。

    一、系統架構分析

    區域地質災害監測系統是一個建立在野外信息動態拾取基礎上的相關信息的綜合分析、處理系統。用于監測區域（如流域）內滑坡、泥石流等潛在災變體在時空域的變形破壞信息和誘發因素信息等，實現對被監測體的穩定狀態及變化趨勢有效的把握；通過對相關信息的綜合分析，應用于區域地質結構的穩定性評價、災害防治工程效果評估，為防災減災提供支撐；系統架構示意圖如下圖所示。

　　二、系統結構組成

    區域地質災害監測系統是由數據處理中心、現場主控站點和監測單元組建的分布式系統平臺。數據處理中心實現對各主控站點管理、數據庫存儲、監測數據的分析、監測成果報表輸出等；現場主控站點是現場儀器的管理中心，完成監測參數的采集、預處理、暫存、發送等；監測單元是一組相關參數監測傳感器的集合（以滑坡監測為例，某一監測剖面上的深部位移計、雨量計、地表裂縫計、地下水位、孔隙水壓計等組成了該剖面的監測傳感器網絡――監測單元），其監測參數具有相關性，每個監測單元包含的監測傳感器的種類和數量可配置。

    依據區域規模的不同，系統可靈活搭建，組成一張覆蓋目標區域的監測網。一個數據處理中心可帶1～8個現場主控站點；一個現場主控站點可帶1～8個監測單元；監測單元是現場儀器布設的基本單位。

    以滑坡監測應用為例，數據處理中心可設在市區級監測站，現場主控站點（原則上一個滑坡體設置一個，必要時根據滑坡體的規模特點也可設置多個主控站點）一般設在滑坡體上或就近，一個監測單元就是一組相關參數監測傳感器的集合：如地表裂縫位移計(1～8個）、深部位移計（1～8孔）、孔隙水滲壓計及雨量計等。

    三、系統核心特點

    1.現場監測傳感器的組件化、智能化

    區域地質災害監測系統的核心是其現場監測傳感器，其智能傳感器主要由智能化輸出傳感器＋無線傳輸網絡模塊＋智能化電源管理等核心器件組成。

    2.以變形位移監測為主體的現場監測傳感器網絡體系

    變形量及變形趨勢監測是行業內公認的滑坡泥石流災害監測行之有效的手段。區域地質災害監測系統以深部位移參量地表裂縫位移參量監測為主體，兼顧了地下水、地表降水等參量監測構建現場監測傳感器網絡體系。傳感器網絡從面（區域）到線（監測剖面）到點（重點點位核心參數）覆蓋目標區域的地上（如降水量/強度、地表位移等）、地下（深部位移、孔隙水壓力等），構建涉及變形因素、相關因素、誘因因素參量的立體監測系統。通過對災變體的多視角動態立體監測，可實現對災變體的狀態及變化趨勢的有效把握。

　　3.立足公用資源，實現野外監測實時化、自動化

    區域地質災害監測系統設計充分考慮了現場使用環境（野外、山區等）和行業現狀，在野外現場監測信息的傳輸方式、手段方面充分利用公用網覆蓋廣、普及率高、維護成本低的優勢，有效而經濟地實現現場監測數據的遠距離傳輸。同時兼顧我國地域遼闊、地形復雜等特點，在公用網盲區借助區域通信衛星實現現場監測數據的采集傳輸（需增配衛星通信機）；現場傳感器組件與現場主控站點間的信息傳輸通過本地短距無線局域網絡實現。

    4.監測數據的相關性分析（數據深處理）

    對動態監測數據進行相關性分析（如深部位移速率與地下水的關系、深部位移與地表位移的關系、地下孔隙水壓與地表降水的關系等），以數據表、趨勢圖描述被監測對象的狀態及變化趨勢。

    四、系統發展應用目標

    區域地質災害監測系統以目標區域的變形監測（地表形變監測、深部位移監測）為突破、兼顧相關因素（如地下水等）及誘因因數（如降水等）的監測為內容，開展監測、預警技術和方法的研究，以巖土工程安全監測和崩塌、滑坡、泥石流等地質災害監測儀器的開發與系統集成為重點，構建區域地質災害監測預警系統為目標。

    1.以變形位移監測為主的現場監測傳感器網絡體系的完善優化

    區域地質災害監測系統開發應用了高精度GPS靜態連續測量單元和智能化視頻圖像拾取單元等，完善滑坡泥石流監測現場傳感器網絡體系。實現從面（區域）到線（監測剖面）到點（重點點位核心參數）的全覆蓋。

    2.現場監測網絡傳感器組件聯動響應機制

 通過傳感器組件的智能化設計，實現相關組件的聯動響應機制。如當位移突然增速時，現場主控單元會立即啟動現場視頻圖像拾取單元，將現場關鍵點位、重要截面的視頻圖像信息及時傳送到監控中心，為人工輔助決策提供支撐。

    3.降雨過程中坡面水文分析建模

    降雨是滑坡泥石流災害形成的重要誘因，研究地層含水率與降雨過程的時空關系。主要包括：降雨過程與坡面徑流、入滲過程、非飽和地下水流動、飽和地下水流動之間的相互關系；降雨過程與地層含水率的時空關系；地層含水率與巖土力學參數變化的時空變化關系。

    4.災變預警模型庫

    區域地質災害監測系統是在通過對模型研究和數據資料分析，確定預測指標體系，建立區域和單體滑坡泥石流預測預警模型；結合大量實時動態監測數據和各臨界判據，在模型研究的基礎上，利用國家現有地質災害數據系統和三維地理信息系統平臺，研發區域滑坡泥石流的綜合監測預警系統。

區域地質災害監測預警系統結構組成圖

系統各主要組成部分功能表

　　五、系統未來發展趨勢

    近年來，隨著對地質災害研究的深入，在滑坡泥石流災害監測預警系統的建設方面借助GPS測量技術、視頻圖像處理技術及現場物理量、災變誘因參量的實時監測拾取等手段，對可能發生災變的區域、重點地區形成從天上到地下，面到點的立體監測網絡；以氣象、環境、大地構造和區域地質資料為依托，現場實時監測數據為判據，實施災害預測預報是系統發展的未來趨勢。

    1.高精度、自動化、實時化的發展趨勢

    近年來，地質災害監測系統朝向數字化、自動化和網絡功能方向發展。即將災害發生前的特征信息通過傳感器轉化為數字化信息，自動采集或匯集，數字化傳輸，數據庫存儲并提供使用，通過互聯網實現數據的分布式共享。

    2.無線傳感器網絡、寬帶移動通信技術與滑坡泥石流監測預警技術相結合

    無線傳感器網絡技術延伸了傳感器的感知觸角，實現對目標狀態信息的非接觸傳遞、實時監測、協作處理、本地化決策。系統借助寬帶移動通信技術支持，以現場傳感器網絡為基礎，結合地質環境背景、氣候條件等建立監測預警信息系統。實時動態獲取監測數據，及時捕捉重大滑坡泥石流的前兆信息，結合滑坡泥石流的預測模型，為防災減災提供技術支撐。