防范地质灾害，北斗用芯监测

47 年前的 7 月 28 日,唐山发生 7.8 级强烈地震,造成 24.2 万人遇难、16 万人重伤,百年工业城市瞬间被夷为平地,地质灾害的强大破坏力震人心魄。时至今日,各种地质灾害给人类社会造成的破坏仍时有出现。面对具有极强隐蔽性、突发性和破坏性的地质灾害,如何能够提前预警,防患于未然,北斗正在给出答案。

我国地质灾害防治形势严峻

我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一,地质灾害点多面广,隐蔽性、复杂性、突发性、时空不确定性和动态变化性强,地质灾害防治形势依然十分严峻。由于地处世界两大地震带—环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位,地震频率高、强度大、分布广,地震造成山体破坏、岩体破碎、地质环境恶化,引发大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害。与此同时,由于深受全球气候变化影响,我国极端强降雨、局地集中降雨等极端天气气候事件频发,汛期主降雨带范围变化,地质灾害的动态变化性和时空不确定性更加凸显。而人类工程活动的增加也加剧了地质灾害风险。

主要地质灾害类型

目前我国地灾防治依然存在调查精度不够、先进技术手段应用不足、隐患识别、监测预警和风险管控能力不强等薄弱环节。为保障人民生命财产安全,提高各级政府对地质灾害突发事件的监测预警和管控力度,亟需实施灾害监测预警信息化工程,提高监测、识别和预警能力。

国家高度重视地质灾害防治

近年来,地质灾害造成的损失呈现出加重的趋势,不仅不利于我国经济建设发展,对人民群众的生命和财产安全也造成了极大威胁。国家对地质灾害防治工作提出了更高的要求。党的二十大报告明确提出要“提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力”。2022 年 12 月自然资源部发布《全国地质灾害防治“十四五”规划》明确提出要健全完善以地质灾害风险防控为主线的综合防治体系,显著提升地质灾害防治的科技信息能力,充分利用国产卫星、无人机、测绘地理信息和地面调查等手段,提升地质灾害隐患动态识别技术水平;综合运用无线组网与物联网技术、GNSS 技术、多参量数据融合技术等新型技术手段,研发普适型智能化实时监测预警装备等。

用“芯”监测有效防治

地质灾害具有灾害链效应,致灾机理复杂等特点,监测预警是主动应对灾害的重要有效手段。实时了解地质灾害在时间和空间上的分布变化规律,是科学防灾减灾的关键。形变监测仍是地质灾害防治的重点,而形变监测的核心在于监测微小位移,高精度的监测设备和技术是监测微小位移的关键。

为了满足国家对地灾防治工作的具体要求,国内主流北斗高精度定位芯片厂商华大北斗与旗下高精度监测服务厂商米度测控,围绕“芯片级”高精度监测技术开展了科技攻关与技术创新,目标构建基于北斗高精度定位芯片技术的全天候地质灾害自动化监测体系,融合北斗短报文技术、多传感器融合组网技术、物联网传感技术、无线通信技术、边缘解算技术、云计算技术等新兴技术并进行了应用创新,以满足用户在地质灾害安全监测各细分领域的实际需求。在获取地质变化动态信息方面,可实现对目标地区连续长期稳定的实时监测,准确全面地获取、记录并分析监测数据,从而实现提前、精准地预警地灾隐患,协助政府对治理、疏散、搬迁等方案做出科学有利的决策;在整体性能方面,解决了现阶段物联网自动化监测解决方案体积较大、成本较高、功耗较大、对环境依赖性较强等痛点问题,大幅降低了传统形变监测终端的功耗和成本,助推低成本、低功耗、高精度的形变监测产品在地灾监测行业的应用,并满足毫米级高精度监测规模化应用要求。

芯片级北斗地质灾害监测整体解决方案

实时监测-安全监测与预警分析云平台

结合其他传感器,地灾监测系统除可实现连续实时的表面位移监测外还可对其他地灾要素进行监测,如降雨量、泥水位、地下水位、土壤含水率、深部位移、土压力、地声、次声等,真正做到全天候全方位监测。一旦实时监测指标达到预警值,系统便可触发报警,实现分级响应,快速联动,为防灾减灾争取更多的时间和空间。通过该解决方案的实施部署,可以实现一次安装,连续监测、远程运维,克服了复杂气象环境、项目现场偏僻及交通限制的影响,能够有效节省人工巡检、运维抢修工作中的人工、时间、差旅车辆及监测器具等成本。

位于云南省、贵州省等地区的地灾监测站

规模化发展防患于未然

北斗卫星导航系统作为我国自主实施、独立运行的全球卫星导航系统,能够提供可靠的高精度定位和授时服务,安全性高、技术成熟。依托北斗高精度定位技术的“芯片级”高精度形变监测解决方案将满足更多应用场景的需求,如水利监测、矿山监测、桥梁监测、重点建筑物监测、建筑基坑监测、公路铁路沉降监测等。“芯片级”解决方案在性能、功耗、成本等方面的诸多优势,也为相关应用的规模化普及推广和实施打下了良好的基础。推动北斗“芯片级”解决方案在形变监测领域的规模化应用,将更好地为不同领域可能出现的灾害风险进行提前预警,更好地保障人民生命财产安全,同时也将为建设更高水平的平安中国贡献北斗“芯”的力量。