目前国内部分地区山体滑坡事故频发，鉴于山体滑坡带来人员伤亡、财产损失、交通严重堵塞等问题，本文基于北斗导航和物联网等平台设计出低成本山体滑坡监测及预警系统，该系统可实时记录、上传山体状态参数，并在山体即将发生滑坡时紧急报警，通知居民撤离。

北斗滑坡监测方案

斗轮机定位（防碰撞）北斗方案

机器人无人机室内定位

图片来源北京华星北斗智控技术有限公司

地质灾害背景

由于地形地貌和人类工程活动等原因，国内部分地区山体滑坡事故频发，共发育有大型滑坡140余处，较大滑坡2212处以上。山体滑坡一旦发生，不仅造成滑坡体上人员伤亡、财产损失，而且泥石流将危及一定范围内的房屋、交通、人员安全，针对山体滑坡存在预防难、救援难、危害大、治理难度大等问题，如何及时有效地监测山体状态并能够提前发现异常状态、及时报警等已经成为人们关注的重点。

提供科研数据

由于山体滑坡存在的诸多危害，因此摸清山体滑坡发生和发展的规律，对其作出准确预报具有理论意义和实践意义。由于山体滑坡时间的不确定性，滑坡过程短暂且迅速等原因，在山体滑坡中采集数据难度较大，如果能对不同坡面滑坡时收集到的数据进行科学分析，将对日后的准确预报提供科学依据。同时，农业、水利、城乡建设、交通、林业、矿产等部门也迫切需要这样的成果作为规划、管理等的依据。

图片来源华星北斗智控公司

国内外研究现状

我国早在1026年就记载长江新摊滑坡的发生，但是因为当时技术水平有限，对其监测和研究达不到监测要求，所以国内外均起步较晚，滑坡研究源于20世纪20年代的瑞典。

20世纪50年代以来，山体滑坡所造成的危害日益突出，许多国家相继开展定位观测和室内模型实验，日本在1968年发生山体滑坡造成大规模灾害后，进过20余年的研究，水平已经居世界领先。

20世纪70年代我国才成立山体滑坡研究所，采用大地测量的仪器开展对山体滑坡的监测，但是至今仍有多数地区对山体滑坡的监测处于空白。

目前，国内外有关地质灾害研究的项目很多。国内外的滑坡监测研究过许多方法，在实地检测工作中，国内外滑坡灾害的监测主要采用了5种类型的监测技术与方法，如宏观地质观测法、简易观测法、设站观测法、仪表观测法及自动遥测法。

上述滑坡监测方法和仪器在实际应用中已十分成熟，但普遍存在的问题是数据的采集需要人工定期到现场进行，使得滑坡监测缺乏实时性。随着三维激光扫描技术、GPS一机多天线系统、INSAR（合成孔径雷达干涉测量）以及多传感器的集成等高新技术在滑坡监测与预测、预报领域的应用，将进一步提高滑坡灾害变形监测预报的精度。但因成本等问题，山体滑坡监测并未大规模应用。

基于以上原因，我们希望研究低成本实时有效的山体滑坡监测及预警系统，以期解决山体滑坡监测及预警方面的困难。

山体滑坡监测方案理论依据

斜坡滑动变形具有阶段性，典型的滑坡变形位移可分为3个阶段，即初始变形阶段（监测点日变率在1mm以下）、稳定变形阶段（监测点日变率在1－10mm之间）和加速变形阶段（监测点日变率在10mm以上）。由于自然气候、人类活动等因素的干扰，大多数情况下斜坡位移随时间变化曲线具有波动而呈振荡或阶跃型，但经过滤波、累加生成等一定的处理，可判定变形破坏阶段。国内外成功的滑坡预报基本都是通过位移监测来实现的。

由于地面变形特征可以由定位测得，所以我们可以通过北斗系统定位监测获取滑坡特征信息，得到监测地区山体的形变趋势及形变规律，从而达到预报山体滑坡的变形趋势。

系统整体设计方案

图片来源北京华星北斗智控公司

该方案包括坡面监测点、基准站、告警系统、互联网监测中心。

告警系统

告警系统设在各地政府单位，政府机关一旦收到告警信息，可通过广播、手机短信向当地居民发出告警信息并组织撤离、封闭危险路段等。

互联网监测中心

互联网监测中心包含数据接收和存储系统、信息管理系统、数据处理系统、决策系统等。

互联网监测中心设在室内，并能连接到互联网，各地数据汇集点的数据均可通过互联网上送，监测中心接收到数据后将进行统一量化处理，并按时间点保存至数据库供后期分析。

华星智控公司监测站

基于北斗系统的山体滑坡监测及预警系统，以物联网为介质，北斗卫星定位系统为测量工具，有效发挥了北斗系统高定位精度的特点，将山体滑坡灾害集中统一管理，进行长期监测及预警，有利于对山体滑坡灾害的深入研究、建立各个山体的数学模型以及监测预警，将自然灾害带来的损失减到最低。 通过坡面数据无线组网方式，使坡面监测点的安放和撤出变得灵活方便，对大范围坡面也有很好的监测效果。对处于不同滑坡时期的滑坡体进行不同周期的数据采集，可使采集到的数据更有价值并且可使坡面监测点在无滑坡危险时处于长期休眠状态，降低系统功耗及维护的费用。

互联网监测中心采集的各监测点历史数据将形成大型数据库，可以开放提供给科研单位进行分析，为构建滑坡预警位置和滑坡方向监测、滑坡预测分析管理、自动动态监测预警等提供理论依据。