一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法。該方法根據(jù)公路地質(zhì)災(zāi)害涉及面廣，信息量大的特點(diǎn)，以災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)為主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并參考公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境和公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性，建立公路地質(zhì)災(zāi)害的概念模型、功能模型、數(shù)據(jù)模型及實(shí)現(xiàn)模型，并綜合上述模型數(shù)據(jù)做出公路地質(zhì)災(zāi)害全息預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。本發(fā)明具有良好的層次結(jié)構(gòu)，便于綜合各類與公路地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的信息；具有良好的擴(kuò)展性，可納入各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型；本發(fā)明的方法具有增值性，隨著數(shù)據(jù)庫災(zāi)害信息的不斷增加，豐富并提高災(zāi)害歷史信息的精度，有利于研究災(zāi)害要素與成災(zāi)之間的規(guī)律，從而提高災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精度。
【專利說明】一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法，屬于多信息融合【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)災(zāi)害造成的公路斷道和交通事故時(shí)有發(fā)生，公路地質(zhì)災(zāi)害對(duì)公路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
[0003]公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)主要有基于地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃的方法和基于位移監(jiān)測(cè)的方法；在區(qū)劃方面，根據(jù)已發(fā)生災(zāi)害的歷史信息及區(qū)域地質(zhì)、氣候等孕育災(zāi)害環(huán)境信息，利用GIS(Geographic Informat1n System)的空間分析及信息集成的功能研究地質(zhì)災(zāi)害的空間分布規(guī)律，結(jié)合降雨預(yù)報(bào)進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃，實(shí)現(xiàn)公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)；在基于位移監(jiān)測(cè)方面，主要利用位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)已有預(yù)報(bào)預(yù)警模型進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。
[0004]公路沿線地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害孕育環(huán)境、特殊路基勘察設(shè)計(jì)、施工及可能成災(zāi)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化等各方面信息有關(guān)?，F(xiàn)有的公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方法不能充分體現(xiàn)綜合預(yù)報(bào)、全息預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)跟蹤動(dòng)態(tài)預(yù)報(bào)，其主要存在問題是方法體系結(jié)構(gòu)不完整，導(dǎo)致不能有機(jī)地綜合利用各類信息進(jìn)行預(yù)報(bào)。有些方法雖然較好地利用了災(zāi)害區(qū)域孕育信息，但難以與災(zāi)害點(diǎn)動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)信息結(jié)合；還有些方法主要依賴實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，而對(duì)災(zāi)害區(qū)域環(huán)境信息考慮不足，因此現(xiàn)有預(yù)報(bào)方法準(zhǔn)確性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法，以提高公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法，該方法根據(jù)公路地質(zhì)災(zāi)害涉及面廣，信息量大的特點(diǎn)，以災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)為主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并參考公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境和公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性，建立公路地質(zhì)災(zāi)害的概念模型、功能模型、數(shù)據(jù)模型及實(shí)現(xiàn)模型，并綜合上述模型數(shù)據(jù)做出公路地質(zhì)災(zāi)害全息預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
[0007]前述方法中，所述概念模型通過樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境數(shù)據(jù)以及公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)匯集到樹根；樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中樹枝的N個(gè)節(jié)點(diǎn)表示檢測(cè)到的與公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有關(guān)的N種未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)，并在局部節(jié)點(diǎn)分別對(duì)未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)做出局部檢測(cè)判決，然后通過樹干將離散的原始數(shù)據(jù)和局部檢測(cè)判決信息傳遞至樹根，由樹根依據(jù)信息融合的基本理論對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出全局的綜合預(yù)報(bào)。
[0008]前述方法中，所述功能模型具有數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、災(zāi)害狀態(tài)評(píng)估和災(zāi)害危險(xiǎn)度估計(jì)功能；并通過上述功能對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出綜合評(píng)估。
[0009]前述方法中，所述數(shù)據(jù)模型是面向數(shù)據(jù)集和操作集的實(shí)體，是數(shù)據(jù)與方法的集合；實(shí)體是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中人、地點(diǎn)、對(duì)象、事件或概念的總稱；參與公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)體分為地質(zhì)災(zāi)害、區(qū)域環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)施工、預(yù)報(bào)預(yù)警五個(gè)基本類別；數(shù)據(jù)模型含概了災(zāi)害點(diǎn)內(nèi)在的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、外部的區(qū)域環(huán)境、人為施工等數(shù)據(jù)，并明確了公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與各類實(shí)體要素之間的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)模型可綜合評(píng)估災(zāi)害可能發(fā)生所表現(xiàn)的各類信息有依據(jù)的對(duì)地質(zhì)災(zāi)害做出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。
[0010]前述方法中，所述實(shí)現(xiàn)模型是由數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層構(gòu)成的ArcGIS Server開發(fā)框架，數(shù)據(jù)層采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server、或SDE空間數(shù)據(jù)庫，邏輯層的客戶端采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用層根據(jù)功能需要采用模塊設(shè)計(jì)方式。數(shù)據(jù)層包括矢量的、柵格的、屬性的、文件的等各種數(shù)據(jù)類型，邏輯層包括點(diǎn)線面各種方法模型、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層包括提供給用戶的各種應(yīng)用界面，數(shù)據(jù)層利用GIS提供的數(shù)據(jù)管理工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和讀取，模型計(jì)算結(jié)果及參數(shù)由邏輯實(shí)現(xiàn)計(jì)算及推理，其最終結(jié)果通過WWW網(wǎng)提供給用戶。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有良好的層次結(jié)構(gòu)，便于綜合各類與公路地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的信息；具有良好的擴(kuò)展性，可納入各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型；本發(fā)明的方法具有增值性，隨著數(shù)據(jù)庫災(zāi)害信息的不斷增加，豐富并提高災(zāi)害歷史信息的精度，有利于研究災(zāi)害要素與成災(zāi)之間的規(guī)律，從而提高災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明中的概念模型圖；
圖2是本發(fā)明中的功能模型圖；
圖3是本發(fā)明中的數(shù)據(jù)模型圖；
圖4是本發(fā)明中的實(shí)現(xiàn)模型圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0014]一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法，該方法根據(jù)公路地質(zhì)災(zāi)害涉及面廣，信息量大的特點(diǎn)，以災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)為主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并參考公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境和公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性，建立公路地質(zhì)災(zāi)害的概念模型、功能模型、數(shù)據(jù)模型及實(shí)現(xiàn)模型，并綜合上述模型數(shù)據(jù)做出公路地質(zhì)災(zāi)害全息預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
[0015]如圖1所示，所述概念模型通過樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境數(shù)據(jù)以及公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)匯集到樹根；樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中樹枝的N個(gè)節(jié)點(diǎn)表示檢測(cè)到的與公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有關(guān)的N種未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)，并在局部節(jié)點(diǎn)分別對(duì)未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)做出局部檢測(cè)判決，然后通過樹干將離散的原始數(shù)據(jù)和局部檢測(cè)判決信息傳遞至樹根，由樹根依據(jù)信息融合的基本理論對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出全局的綜合預(yù)報(bào)。
[0016]如圖2所示，所述功能模型具有數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、災(zāi)害狀態(tài)評(píng)估和災(zāi)害危險(xiǎn)度估計(jì)功能；并通過上述功能對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出綜合評(píng)估。
[0017]如圖3所示，所述數(shù)據(jù)模型是面向數(shù)據(jù)集和操作集的實(shí)體，是數(shù)據(jù)與方法的集合；實(shí)體是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中人、地點(diǎn)、對(duì)象、事件或概念的總稱；參與公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)體分為地質(zhì)災(zāi)害、區(qū)域環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)施工、預(yù)報(bào)預(yù)警五個(gè)基本類別；數(shù)據(jù)模型含概了災(zāi)害點(diǎn)內(nèi)在的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、外部的區(qū)域環(huán)境、人為施工等數(shù)據(jù)，并明確了公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與各類實(shí)體要素之間的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)模型可綜合評(píng)估災(zāi)害可能發(fā)生所表現(xiàn)的各類信息有依據(jù)的對(duì)地質(zhì)災(zāi)害做出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。
[0018]如圖4所示，所述實(shí)現(xiàn)模型是由數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層構(gòu)成的ArcGIS Server開發(fā)框架，數(shù)據(jù)層采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server、或SDE空間數(shù)據(jù)庫，邏輯層的客戶端采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用層根據(jù)功能需要采用模塊設(shè)計(jì)方式。數(shù)據(jù)層包括矢量的、柵格的、屬性的、文件的等各種數(shù)據(jù)類型，邏輯層包括點(diǎn)線面各種方法模型、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層包括提供給用戶的各種應(yīng)用界面，數(shù)據(jù)層利用GIS提供的數(shù)據(jù)管理工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和讀取，模型計(jì)算結(jié)果及參數(shù)由邏輯實(shí)現(xiàn)計(jì)算及推理，其最終結(jié)果通過WWW網(wǎng)提供給用戶。
實(shí)施例
[0019]公路地質(zhì)災(zāi)害具有如下特點(diǎn):1、受公路施工削坡、坡腳開挖、爆破等影響較大；2、潛在災(zāi)害點(diǎn)一般會(huì)采取錨桿、抗滑樁、擋墻等防護(hù)措施；3、便于采取災(zāi)害監(jiān)測(cè)措施。因此，進(jìn)行公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)比一般山地地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)涉及的信息量更多，更為復(fù)雜。面線點(diǎn)綜合預(yù)報(bào)方法的基本思想是:以災(zāi)害點(diǎn)為目標(biāo)，以災(zāi)害點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為主要依據(jù)，在預(yù)測(cè)評(píng)估災(zāi)害點(diǎn)危險(xiǎn)性時(shí)參考點(diǎn)所在線與面的穩(wěn)定性評(píng)估，在進(jìn)行公路沿線的災(zāi)害評(píng)估時(shí)，參考線所在區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害孕育環(huán)境。
[0020]本例針對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害上述特點(diǎn)，構(gòu)建了公路地質(zhì)災(zāi)害多層次綜合預(yù)報(bào)方法的概念模型、系統(tǒng)功能關(guān)系模型、數(shù)據(jù)模型、及實(shí)現(xiàn)模型，從概念層、功能層、數(shù)據(jù)層及實(shí)現(xiàn)層建立了較為完整的公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法體系，各層次設(shè)計(jì)如下:
一、概念模型的設(shè)計(jì)
依據(jù)信息融合的基本理論，采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，樹中的N個(gè)節(jié)點(diǎn)表示檢測(cè)到的與公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有關(guān)的N種未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)，在局部節(jié)點(diǎn)分別做出局部檢測(cè)判決，然后在檢測(cè)中心通過融合得到全局決策，在這種結(jié)構(gòu)中，信息傳遞處理流程是從所有的樹枝到樹根，最后，在樹根即融合節(jié)點(diǎn)，融合從樹枝傳來的局部判決和自己的檢測(cè)，做出全局判決，從而實(shí)現(xiàn)公路地質(zhì)災(zāi)害綜合預(yù)報(bào)。
[0021]如圖1所示，圖中地質(zhì)災(zāi)害因子集H包括各類孕育地質(zhì)災(zāi)害自然環(huán)境與人工環(huán)境，如地層、氣候、公路施工等，S1, S2……S1、Sn為一種或多種地質(zhì)災(zāi)害因子表征信息或因子監(jiān)測(cè)信息，如S1表示來源于災(zāi)害點(diǎn)監(jiān)測(cè)信息，S2表示來源于公路施工所產(chǎn)生的災(zāi)害因素，Si和Sn表示其它如地層、氣候等原因產(chǎn)生的災(zāi)害因素。圖中Ub表示利用一種或多種類型信息所得到的區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)論，如常用的是區(qū)域降雨對(duì)地質(zhì)災(zāi)害影響的評(píng)估。1^表示利用S2及Ub所得到的公路沿線地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)結(jié)論，災(zāi)害點(diǎn)的評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)結(jié)論U a綜合了S1、Ua&UB的信息，概念模型中公路沿線地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估綜合了區(qū)域?yàn)?zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)又綜合了線及面的評(píng)價(jià)結(jié)論。因此，面線點(diǎn)公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是一種多層次綜合系統(tǒng)。
[0022]二、功能模型的設(shè)計(jì)根據(jù)信息融合的功能模型，信息融合可分為5個(gè)層次,第一層次為檢測(cè)、判決融合；第二層次為空間或位置融合；第三層次為屬性融合；第四層次為態(tài)勢(shì)評(píng)估；第五層次為威脅度估計(jì)，本例主要是用于公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)，并涉及災(zāi)害損失，重點(diǎn)在于態(tài)勢(shì)評(píng)估，在設(shè)計(jì)時(shí)把第四、第五層次合并為一個(gè)層次，同時(shí)，把第一、第二層次設(shè)計(jì)為一個(gè)層次，故本例的功能模型設(shè)計(jì)為三個(gè)層次。
[0023]如圖2所示，圖中第一層次包括框①?③和⑥?⑧內(nèi)的內(nèi)容，其功能為數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理以及數(shù)據(jù)組織，框①為災(zāi)害預(yù)報(bào)提供災(zāi)害孕育信息源，所用的采集手段主要有雷達(dá)、聲吶、TDR (時(shí)間域反射監(jiān)測(cè))、鉆孔測(cè)斜、雨量監(jiān)測(cè)以及其他監(jiān)測(cè)手段；框②對(duì)所采集的信息源進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠性分析，所采取的主要方法包括檢測(cè)和門限判斷；框③對(duì)所采集的可靠的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)以及位置配合，所采取的主要方法包括信息關(guān)聯(lián)、合成和配準(zhǔn)，在關(guān)聯(lián)處理中，通常根據(jù)表示數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)程度分析，如降雨與地下滲水之間的相關(guān)分析，合成和配準(zhǔn)是把傳感器的觀測(cè)值變換為公共坐標(biāo)系，包括坐標(biāo)變換、時(shí)間變換、單位變換等，如區(qū)域降水量的匹配；框⑥和⑧分別為檢測(cè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，框⑦為數(shù)據(jù)管理，主要包括數(shù)據(jù)增加、更新、合并和監(jiān)測(cè)；第二層次包括框④和⑩的內(nèi)容，其功能為面、線和點(diǎn)的危險(xiǎn)性評(píng)估，框④為面和線的危險(xiǎn)性評(píng)估，主要方法為區(qū)域危險(xiǎn)性區(qū)劃、公路危險(xiǎn)性區(qū)劃和分級(jí)推理，框⑩為災(zāi)害點(diǎn)評(píng)估，主要方法有基于位移的預(yù)測(cè)、基于降雨的預(yù)測(cè)以及其他預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)，這部分主要是單一模型評(píng)價(jià)結(jié)論，但這些模型中可以綜合其他模型結(jié)論；第三層次包括框⑨、⑩？？和①，其功能為危險(xiǎn)度估計(jì)和決策，災(zāi)害預(yù)警、災(zāi)害處理措施的選擇，框⑨為危險(xiǎn)度估計(jì)，其主要內(nèi)容有危險(xiǎn)度確定、指示與報(bào)警及應(yīng)急措施，其中危險(xiǎn)度確定采取的模型有基于D-S (證據(jù))判斷、模糊積分、專家知識(shí)等各類綜合模型，通過危險(xiǎn)度的估計(jì)進(jìn)一步修正或選擇框⑩中的災(zāi)害點(diǎn)評(píng)估方法，同時(shí)進(jìn)行框？？采集管理決策進(jìn)而選擇框①中信息采集方法，框？？采集管理主要包括任務(wù)、任務(wù)優(yōu)先、資源可用性和等級(jí)分配等決策。
[0024]三、數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)
采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)面線點(diǎn)綜合預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)模型，面向?qū)ο蠓椒ǖ幕境霭l(fā)點(diǎn)是盡可能按照人們認(rèn)識(shí)世界的方法和思維方式來分析和解決問題，對(duì)象是包含數(shù)據(jù)集和操作集的實(shí)體。地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)是通過預(yù)報(bào)模型實(shí)現(xiàn)的，每一種預(yù)報(bào)模型的實(shí)質(zhì)均是一種綜合評(píng)估災(zāi)害可能發(fā)生所表現(xiàn)的各類信息的方法，引起這些信息的因素有災(zāi)害點(diǎn)內(nèi)在的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、外部的區(qū)域環(huán)境、人為施工等各方面，依據(jù)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)的基本方法，把參與公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的各實(shí)體分為5個(gè)基類(一級(jí)類別)，它們分別為地質(zhì)災(zāi)害、區(qū)域環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)施工、預(yù)報(bào)預(yù)警。
[0025]如圖3所示，本例中把地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中人、地點(diǎn)、對(duì)象、事件或概念稱之為實(shí)體，實(shí)體是數(shù)據(jù)與方法的集合，實(shí)體的相互關(guān)系反映系統(tǒng)內(nèi)部各事物之間的聯(lián)系，圖中，雙線矩形框“O”表示弱實(shí)體，弱實(shí)體是依賴于其他實(shí)體類型而存在的實(shí)體，單線矩形框“O”表示強(qiáng)實(shí)體，強(qiáng)實(shí)體是不依賴于其他實(shí)體類型而獨(dú)立存在的實(shí)體，菱形框“O”表示聯(lián)系，聯(lián)系表示實(shí)體類型之間的有意義的關(guān)聯(lián)，矩形框內(nèi)加菱形“S3”表示關(guān)聯(lián)實(shí)體，關(guān)聯(lián)實(shí)體表示關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)實(shí)體類型的實(shí)例之間的實(shí)體類型，同時(shí)包含特屬于實(shí)體實(shí)例間聯(lián)系的屬性，符號(hào)表示可選多重關(guān)聯(lián)，符號(hào)表示強(qiáng)制多重聯(lián)系，在本例中預(yù)報(bào)預(yù)警為關(guān)聯(lián)實(shí)體，它與預(yù)報(bào)預(yù)警對(duì)象地質(zhì)災(zāi)害關(guān)聯(lián)，其所預(yù)報(bào)預(yù)警的非單一災(zāi)種，因此它們之間為強(qiáng)制多重關(guān)聯(lián)關(guān)系，在進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警過程中必須考慮多種區(qū)域因素，故與區(qū)域因素實(shí)體也是強(qiáng)制多重關(guān)聯(lián)，同時(shí)它還涉及監(jiān)測(cè)結(jié)果和防治效果有關(guān)，與效果結(jié)論及監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)體也具有多重關(guān)聯(lián)；針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害可能采用一種或多種災(zāi)害監(jiān)測(cè)及設(shè)計(jì)施工方案，因此，地質(zhì)災(zāi)害實(shí)體與災(zāi)害監(jiān)測(cè)及設(shè)計(jì)施工實(shí)體為可選多重關(guān)聯(lián)；當(dāng)進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)便要確定相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理分析得到監(jiān)測(cè)結(jié)果，在此，通過處理分析關(guān)聯(lián)實(shí)體關(guān)聯(lián)監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)體，同樣通過方案評(píng)價(jià)關(guān)聯(lián)實(shí)體關(guān)聯(lián)防治措施與效果結(jié)論實(shí)體。
[0026]四、實(shí)現(xiàn)模型的設(shè)計(jì)
由于面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法涉及多種地理屬性及圖形圖像數(shù)據(jù)，采用ArcGISServer所提供的開發(fā)框架是可行的，其系統(tǒng)架構(gòu)由邏輯層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層組成。邏輯層客戶端采用游覽器/服務(wù)器(B/S)的結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)層可采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server.SDE空間數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用層根據(jù)功能需要采用模塊設(shè)計(jì)方式。
[0027]如圖4所示，圖中數(shù)據(jù)層包括地質(zhì)災(zāi)害地理位置、基本特征、環(huán)境條件、防治措施方面的基本數(shù)據(jù)及信息，這些信息有以矢量圖層表示的，如公路網(wǎng)圖層、監(jiān)測(cè)網(wǎng)圖層以及其它圖層，除以上數(shù)據(jù)還包括災(zāi)害監(jiān)測(cè)所產(chǎn)生的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)以及監(jiān)測(cè)儀器型號(hào)、方法參數(shù)等靜態(tài)數(shù)據(jù)；邏輯層的預(yù)報(bào)預(yù)警模型方法庫是該層的核心，方法實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)由SQL Server(關(guān)系數(shù)據(jù)庫)提供，關(guān)系數(shù)據(jù)庫組織基礎(chǔ)信息、監(jiān)測(cè)信息、以及通過ArcSDE (矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎)轉(zhuǎn)換后的矢量圖層信息，同時(shí)也鏈接地質(zhì)災(zāi)害勘察、施工設(shè)計(jì)等方面規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)庫、項(xiàng)目管理庫及由一般災(zāi)害點(diǎn)和重點(diǎn)災(zāi)害點(diǎn)組成的項(xiàng)目庫，通過WWW網(wǎng)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫鏈接把預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果發(fā)送給應(yīng)用層；應(yīng)用層包括基礎(chǔ)信息管理、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)劃、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)、地圖操作以及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)；通過上述分析可見:數(shù)據(jù)層利用GIS提供的數(shù)據(jù)管理工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和讀取，模型計(jì)算結(jié)果及參數(shù)由邏輯實(shí)現(xiàn)計(jì)算及推理，其最終結(jié)果通過WWW網(wǎng)提供給用戶，上述三層的核心是邏輯層，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)組織和預(yù)報(bào)預(yù)警方法的實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種公路地質(zhì)災(zāi)害面線點(diǎn)多層次綜合預(yù)報(bào)方法，其特征在于:該方法根據(jù)公路地質(zhì)災(zāi)害涉及面廣，信息量大的特點(diǎn)，以災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)為主要監(jiān)測(cè)目標(biāo)，并參考公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境和公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性，建立公路地質(zhì)災(zāi)害的概念模型、功能模型、數(shù)據(jù)模型及實(shí)現(xiàn)模型，并綜合上述模型數(shù)據(jù)做出公路地質(zhì)災(zāi)害全息預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述概念模型通過樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公路所在區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的孕育環(huán)境數(shù)據(jù)以及公路穿越災(zāi)害可能發(fā)生點(diǎn)附近公路構(gòu)造的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)匯集到樹根；樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中樹枝的N個(gè)節(jié)點(diǎn)表示檢測(cè)到的與公路地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有關(guān)的N種未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)，并在局部節(jié)點(diǎn)分別對(duì)未經(jīng)處理的原始數(shù)據(jù)做出局部檢測(cè)判決，然后通過樹干將離散的原始數(shù)據(jù)和局部檢測(cè)判決信息傳遞至樹根，由樹根依據(jù)信息融合的基本理論對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出全局的綜合預(yù)報(bào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述功能模型具有數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、災(zāi)害狀態(tài)評(píng)估和災(zāi)害危險(xiǎn)度估計(jì)功能；并通過上述功能對(duì)公路地質(zhì)災(zāi)害做出綜合評(píng)估。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)模型是面向數(shù)據(jù)集和操作集的實(shí)體，是數(shù)據(jù)與方法的集合；實(shí)體是地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)中人、地點(diǎn)、對(duì)象、事件或概念的總稱；參與公路地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的實(shí)體分為地質(zhì)災(zāi)害、區(qū)域環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、設(shè)計(jì)施工、預(yù)報(bào)預(yù)警五個(gè)基本類別；數(shù)據(jù)模型含概了災(zāi)害點(diǎn)內(nèi)在的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、外部的區(qū)域環(huán)境、人為施工等數(shù)據(jù)，并明確了公路地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與各類實(shí)體要素之間的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)模型可綜合評(píng)估災(zāi)害可能發(fā)生所表現(xiàn)的各類信息有依據(jù)的對(duì)地質(zhì)災(zāi)害做出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述實(shí)現(xiàn)模型是由數(shù)據(jù)層、邏輯層和應(yīng)用層構(gòu)成的ArcGIS Server開發(fā)框架,數(shù)據(jù)層采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL Server、或SDE空間數(shù)據(jù)庫，邏輯層的客戶端采用瀏覽器/服務(wù)器(B/S)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用層根據(jù)功能需要采用模塊設(shè)計(jì)方式。
6.數(shù)據(jù)層包括矢量的、柵格的、屬性的、文件的等各種數(shù)據(jù)類型，邏輯層包括點(diǎn)線面各種方法模型、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用層包括提供給用戶的各種應(yīng)用界面，數(shù)據(jù)層利用GIS提供的數(shù)據(jù)管理工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和讀取，模型計(jì)算結(jié)果及參數(shù)由邏輯實(shí)現(xiàn)計(jì)算及推理，其最終結(jié)果通過WWW網(wǎng)提供給用戶。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK104134093SQ201410130873
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】龍萬學(xué), 杜鑌, 凌桂香, 何文勇, 趙振宇, 魏曉楠, 廖斌, 李春峰, 曾慶展, 向一鳴 申請(qǐng)人:貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司