Фон программы

Геологические катастрофы (такие как оползни, грязевые потоки, обрушения, провалы земли и т.д.) имеют сильный характер внезапности и разрушительную силу, серьезно угрожая жизни и имуществу людей, а также безопасности инфраструктуры. Для повышения способности к предотвращению и контролю рисков геологических катастроф необходимо создать интегрированную мониторинговую сеть "воздух-земля-космос", объединяющую многопрофильные данные и интеллектуальные алгоритмы для реализации раннего предупреждения о катастрофах, точного анализа, быстрого реагирования и научной помощи.

Описание программы

С использованием различных датчиков, таких как датчики смещения, дождемеры, видеонаблюдение и другие специализированные устройства, на основе технологий дистанционного зондирования RS, географических информационных систем GIS и технологий мониторинга геологических катастроф, осуществляется мониторинг геологических катастроф, таких как оползни, грязевые потоки, обрушения и оседание земли. Путем анализа факторов деформации, связанных факторов и факторов-предшественников, делается вывод о стабильном состоянии и тенденциях изменений катастроф, что позволяет предотвратить возникновение геологических катастроф и уменьшить потери в жизни и имуществе.

• Цели системы

Мониторинг в реальном времени: 7×24 часа динамического мониторинга точек риска геологических катастроф.

Интеллектуальное предупреждение: на основе многомерного объединения данных, прогнозирование вероятности возникновения катастроф и уровней предупреждения.

Согласованное управление: интеграция ресурсов экстренной помощи, оптимизация маршрутов спасения и планов эвакуации.

Оценка после катастрофы: количественная оценка воздействия катастроф, поддержка восстановления после катастроф и обновления зон риска.

• Архитектура системы

Используется замкнутая архитектура "ощущение-анализ-решение-действие", разделенная на следующие уровни:

Основные функциональные модули

• Многопрофильный мониторинг и интеллектуальное предупреждение

Динамический мониторинг точек риска:

Мониторинг деформации поверхности: использование InSAR (интерферометрия радаров), GNSS для получения данных о смещении поверхности в миллиметрах.

Мониторинг подземных параметров: анализ стабильности грунтовых тел с помощью датчиков влажности почвы, давления порового воды и уровня подземных вод.

Связь метеорологии и гидрологии: прогнозирование условий, вызывающих грязевые потоки, на основе данных о реальном времени осадков и уровня рек (например, если часовые осадки >50 мм, срабатывает красное предупреждение).

Модель прогнозирования рисков на основе ИИ:

На основе алгоритмов случайного леса, LSTM и т.д., объединяющих геологические структуры, исторические данные о катастрофах и данные мониторинга в реальном времени, выводится тепловая карта вероятности катастроф (например, если вероятность оползня >80%, срабатывает первое предупреждение).

• Экстренное управление и распределение ресурсов

Трехмерное моделирование ситуации:

На основе DEM (цифровая модель высот) и BIM (модель информации о здании) моделируются траектории движения оползня, зона воздействия и повреждения ключевых объектов (таких как дороги, жилые районы).

Интеллектуальное планирование спасения:

На основе данных о реальном времени о трафике и рельефе генерируются оптимальные маршруты эвакуации и точки сброса спасательных материалов;

Поддержка быстрого обследования зоны катастроф с помощью беспилотников, с использованием ИИ для распознавания изображений для локализации заблокированных людей.

Согласование между несколькими ведомствами: взаимодействие с метеорологическими, транспортными и медицинскими службами, с использованием технологии блокчейн для обеспечения прослеживаемости команд и распределения ресурсов.

• Оценка рисков и восстановление после катастрофы

Анализ цепочки катастроф: оценка рисков вторичных катастроф (например, оползень блокирует реку, вызывая наводнение).

Быстрая оценка ущерба: использование наклонной фотосъемки с беспилотников и дистанционных изображений для автоматической статистики разрушенных зданий и поврежденных дорог.

Обновление зон риска: корректировка базы данных точек риска на основе геологических данных после катастрофы, определение зон с высоким риском.

• Общественные услуги и обучение

П推送 предупреждений по уровням: через SMS, радио, приложения и системы звукового и светового оповещения публикуются рекомендации по безопасности для населения (например, "Красное предупреждение о сильном дожде, пожалуйста, эвакуируйтесь в пункт A3").

Учения по экстренным ситуациям: моделирование сцен обрушения и грязевых потоков, обучение местных чиновников и населения навыкам экстренной эвакуации.

Ключевые технологии

• Слияние многомодальных данных:

Интеграция данных InSAR, LiDAR, аэрофотосъемки с беспилотников для создания цифрового двойника геологических катастроф с точностью в сантиметрах.

• Движок прогнозирования на основе ИИ:

Использование графовых нейронных сетей (GNN) для анализа взаимодействия геологических тел и прогнозирования тенденций эволюции цепочки катастроф.

• Интеллектуальные вычисления на краю:

Размещение легковесных моделей ИИ на станциях мониторинга для реализации локального оповещения в реальном времени о превышении осадков или резких изменениях смещения.

• Устойчивые коммуникационные сети:

Микроволновая связь + Mesh-сети, обеспечивающие непрерывность связи в условиях экстремальной погоды.

Примеры применения