“挑战者”说地质工程与测绘学院地灾侦察兵团队:北斗多源智能地灾监测预警平台
在“挑战杯”竞赛的舞台上,“挑战者”们以梦想为帆,以拼搏为桨,用智慧破解时代难题,用奋斗诠释青春担当,在创新创业的浪潮中逐梦前行。
为讲好我校团员青年科技创新故事,展示“挑战杯”竞赛优秀项目团队风采,引领广大团员青年深入了解“挑战杯”,深度参与“挑战杯”,在科技创新工作中争当排头兵和生力军,我们推出新版“挑战者”说栏目,共同走进“挑战者”们的成长故事。
在第十二届“挑战杯”陕汽集团陕西省大学生创业计划竞赛中,地质工程与测绘学院地灾侦察兵团队《“地灾侦察兵”——北斗多源智能地灾监测预警平台》项目荣获省级铜奖。“地灾侦察兵”的设计理念是针对高位远程和应急艰险滑坡场景下人员现场部署难、风险大、能耗高、精度低、易受扰、成本大等痛点难题,融合北斗卫星导航定位、无人机、自组网通信、智能控制、实时监测云平台、贴近摄影测量、多传感器等多种先进技术,研发出一种面向不同地质情况的全智能地灾监测终端与云平台集成系统。
系统可实现从滑坡的发现、监测点的甄选、监测设备的投放部署、滑坡的实时监测与预报预警全过程的智能化,填补了复杂地质环境下灾害实时监测无人部署的空白,为解决国家重大战略需求的关键科学问题提供重要的监测技术支撑,从而在全国乃至全球范围内进一步提高地灾监测预警率,进而降低地质灾害所造成的各项损失。
我国地质灾害防治是统筹生态安全与民生保障的核心任务。受复杂地形、阶梯地势及经济建设叠加影响,全国年均发生滑坡超2000起,威胁400余县市、40万处隐患点,直接冲击铁路、能源等战略设施。当前,全国仅7%隐患点实现监测覆盖,预警精度与响应效率亟待突破。基于《全国地质灾害防治“十四五”规划》对加强地质灾害风险防控的战略部署,“地灾侦察兵”团队立足国家防灾减灾重大需求,以智能化监测技术革新为使命,投身地质灾害防控攻坚。
怀着“以科技守护生命”的信念,这支来自地质工程与测绘学院测绘科学与技术专业的博士、硕士团队,在黑方台、舟曲、林芝等地开展了实地调研之后,开启了一场与灾害赛跑的科技攻关。从单北斗位移监测,到多源数据位移监测算法研发;从人工安装监测设备,到无人化自动部署,团队突破单一数据源、人工部署设备的监测局限,构建了无人化部署的“云+端”多源监测预警平台。
目前滑坡监测多采用传统的GPS技术,还处于低自动化、低智能化阶段,人工作业方式周期长、效率低、危险性高,无法对一些处于活跃状态的滑坡体、危岩体等地质灾害进行有效长期监测。这也就使得常规的GPS监测设备无法在大范围潜在和危险性滑坡区域及地质运动剧烈或人类开采活动频繁的易坍塌区进行推广应用。
随着我国北斗三号全球卫星导航系统的组网完成和开通运营,北斗系统与互联网、大数据、云计算等新兴产业和技术融合发展,泛在的北斗智能应用服务体系应运而生。“地灾侦察兵”团队基于北斗高精度定位及增强技术、无人机智能航空摄影测量技术以及智能云平台+多源传感器(智能云+升级端)的设计理念,研制出一种无人机自动投放、低成本、高精度、多传感器、云计算、智能预报预警的北斗地灾监测预警平台,以满足高位南宫官方网站远程、复杂艰险地区的滑坡灾害监测作业需求。
团队致力于地灾的无人化智能监测预警,从“飞-抛-测-警”四个方面出发,攻克重重难关,实现了一套北斗多源智能地灾监测预警平台,目前监测系统已经成功应用至15个省份的黄土滑坡、库区滑坡、贵州岩溶滑坡,并已成功预警四次大型滑坡灾害,三次入选自然资源部普适型设备供应商。团队成员获得专利、软著15项,发表高水平学术论文20余篇。
团队成南宫官方网站员针对人工无法现场部署的地质灾害场景及无人机人工操作门槛高的问题,开发了仿地飞行与贴近摄影测量交互的方式,采集研究区域的影像数据和无人机免相控作业智能化部署的北斗滑坡监测装备投放方式,从而实现了滑坡监测点位智能选取,智能航线规划以及监测终端的自动投放,使滑坡监测设备的远距离自动化安全快速部署,取代传统的人工部署手段,极大的减少了人工工作量和安全事故风险。
依托于专业技术业内领先的长安大学北斗分析中心,自主研制云端在线解算预警平台,能够利用多源数据实时解算地表的形变位移并采用改进切线角作为滑坡演变各阶段判据从而精准预警滑坡,及时在网页端及微信小程序实时发布监测点形变位移和危险告警信息。
项目团队赴舟曲、西藏等地质灾害易发区开展技术攻关,通过系统性仿真模拟与高强度野外实验验证,突破复杂环境下的技术瓶颈,显著提升设备的实战性能与可靠性。
团队在黑方台和白格滑坡成功预警的案例中进一步验证了本系统实时监测预警技术的可靠性。可基本实现提前35天对滑坡发出黄色预警、提前4天发出橙色预警,提前6小时发出红色预警,并以短信、微信、邮件和紧急电话方式提醒当地地质灾害应急中心和村级干部,做好了相应的防范工作。相关工作得到了多方高度认可和广泛关注。
奋斗是青春最炽热的誓言,“地灾侦察兵”团队以智能化监测技术革新为使命,直面滑坡监测高危部署、精准预警之难,四次成功预警、35天超前预判,是团队对生命安全的承诺。未来,他们将继续扎根大地,以空天地一体化的智能感知破解灾害密码,用硬核创新筑牢防灾长城,为“平安中国”建设注入青春力量!
黄晓宇、杜安、张和智、郭昊翔、于子楠、黄文博、王力豪、钟金涛、冯一涤、陈俊卓、白正伟、王锋、景策

