一种基于压力传感技术的泥石流侦测方法、系统及介质

技术领域

本发明涉及泥石流侦测技术领域，尤其涉及一种基于压力传感技术的泥石流侦测方法、系统及介质。

背景技术

泥石流是近几年山区常见的地质灾害。在形成泥石流的条件中，陡峭的山地地形和储藏一定数量的松散固体物质是泥石流形成的内在因素，其外在动力因素是暴雨或者一定强度的降雨激发泥石流的发生。我国大多数泥石流都是由强降雨激发的,由于固体松散物质的特性和山地地形坡度差别很大,并且各个地区的下垫面及产汇流条件有很大差别,因此爆发泥石流的临界强度也不同。目前对泥石流的监测手段主要是采用视频监测,人工巡回监测,或者雨量监测预警。这些传统的监测方式,很难确保其准确性,需要很多的人员在现场轮换监测,而且爆发在地形复杂的山区,人工巡回监测方法缺乏对监测者的生命安全保障,因此,研究和设计一种新型泥石流监测系统,提前判断出泥石流灾害发生在降低泥石流造成的损失有着重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于压力传感技术的泥石流侦测方法、系统及介质，旨在提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

为实现上述目的，本发明提出一种

本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法、系统及存储介质的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感器；通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力；基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测，提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

附图说明

图1是本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法第二实施例的流程示意图；

图3是本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法第三实施例的流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种基于压力传感技术的泥石流侦测方法，请参照图1，本发明压力传感技术的泥石流侦测方法第一实施例包括以下步骤：

步骤S10，在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感器。

本实施例在土壤水分和孔隙水压力传感器设计的基础上，分别从硬件和软件两方面进行了基于土壤含水量和孔隙水压力的泥石流监测传感装置的设计。

在硬件上采用ARM工控板EPCM-2640衔接传感器与数据发送通信模块；软件设计上采用ARM公司的ADS开发平台,进行了数据采集任务、CF卡存储任务、以太网通信任务软件设计,实现了系统的控制、数据缓存、数据存储与通信的功能。

步骤S20，通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力。

步骤S30，基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量、渗水率以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测。

本实施例通过在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感，通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力，再基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量、渗水率以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测，提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

基于图1所示的上述第一实施例，提出本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法第二实施例，如图2所示，本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，本实施例中，所述步骤S30具体包括：

步骤S301，分析在土壤含水量不同的情况下,所述多个压力传感器的自谐振电感的渗透膜的介电常数变化,自谐振电感的谐振频率改变,频偏读取电路得到频率的改变值,以及在含水量不同的情况下相应的孔隙压力值改变情况。

本实施例针对土壤含水量和孔隙水压力的变化情况对泥石流的发生进行深入研究,分析在土壤含水量不同的情况下,自谐振电感的渗透膜的介电常数变化,自谐振电感的谐振频率改变,频偏读取电路得到频率的改变值,以及在含水量不同的情况下相应的孔隙压力值改变情况。需要在同一地点不同深度同时布置多个传感器,在坡面的不同位置也布置这样一组传感器,通过实时等间距采样,得到不同深度、不同位置的土壤的含水量、渗水率以及孔隙压力值。

本实施例通过上述技术方案，在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感，通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力，分析在土壤含水量不同的情况下,所述多个压力传感器的自谐振电感的渗透膜的介电常数变化,自谐振电感的谐振频率改变,频偏读取电路得到频率的改变值,以及在含水量不同的情况下相应的孔隙压力值改变情况，提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

基于图1所示的上述第一实施例，提出本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法第三实施例，如图3所示，本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，本实施例中，所述步骤S10之前还包括：

步骤S00，通过室内和室外的实验测试土壤含水量和孔隙水压力在不同湿度的土壤中的数据，以及在人工降雨模拟泥石流发生时的数据改变情况，依据泥石流启动前后土壤含水量和孔隙水压力的变化,解释泥石流启动的模式,对泥石流灾害的发生能及时的监测。

本实施例中，所述多个压力传感器采样ARM工控板EPCM-2640衔接数据发送通信模块。

本实施例中，所述多个压力传感器采用ARM公司的ADS开发平台,进行数据采集任务、CF卡存储任务、以太网通信任务软件设计,实现系统的控制、数据缓存、数据存储与通信的功能。

本实施例在所述多个压力传感器的软硬件分别设计好以后，集成传感装置系统,通过室内和室外的实验对该装置系统进行了测试,重点测试了土壤含水量和孔隙水压力在不同湿度的土壤中的数据,以及在人工降雨模拟泥石流发生时的数据改变情况,依据泥石流启动前后土壤含水量和孔隙水压力的变化,测试结果能解释泥石流启动的模式,对泥石流灾害的发生能及时的监测。通过对多个压力传感器系统的研究,本实施例可以得出这样一条主线,为了提高设计的传感器稳定性和准确性,必须保证在提高灵敏度技术应用的稳定性,通过减少系统同步误差和元器件之间的干扰是一条重要的解决途径。多个压力传感器的关键在于采集数据的传感器与相关电路设计,以及在室内外实验测试的数据通过ADS软件平台的分析与理论的研究结果作比较、分析。本实施例的理论研究与实验测试的相关结果基本符合,从而能得到传感装置在预警监测泥石流具有一定的稳定性和准确性。

本实施例通过室内和室外的实验测试土壤含水量和孔隙水压力在不同湿度的土壤中的数据，以及在人工降雨模拟泥石流发生时的数据改变情况，依据泥石流启动前后土壤含水量和孔隙水压力的变化,解释泥石流启动的模式,对泥石流灾害的发生能及时的监测，进一步提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

本发明基于压力传感技术的泥石流侦测方法的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感器；通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力；基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测，提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

为实现上述目的，本发明还提出一种基于压力传感技术的泥石流侦测系统，所述系统包括存多个压力传感器、存储器、处理器以及存储在所述处理器上的基于压力传感技术的泥石流侦测程序，所述基于压力传感技术的泥石流侦测程序被所述处理器运行时执行以下步骤：

在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感器。

通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力。

基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测。

进一步地，所述基于压力传感技术的泥石流侦测程序被所述处理器运行时还执行以下步骤：

分析在土壤含水量不同的情况下,所述多个压力传感器的自谐振电感的渗透膜的介电常数变化,自谐振电感的谐振频率改变,频偏读取电路得到频率的改变值,以及在含水量不同的情况下相应的孔隙压力值改变情况。

进一步地，所述基于压力传感技术的泥石流侦测程序被所述处理器运行时还执行以下步骤：

通过室内和室外的实验测试土壤含水量和孔隙水压力在不同湿度的土壤中的数据，以及在人工降雨模拟泥石流发生时的数据改变情况，依据泥石流启动前后土壤含水量和孔隙水压力的变化,解释泥石流启动的模式,对泥石流灾害的发生能及时的监测。

进一步地，所述多个压力传感器采样ARM工控板EPCM-2640衔接数据发送通信模块。

本发明基于压力传感技术的泥石流侦测系统的有益效果是：

本发明通过上述技术方案，在坡面的同一地点不同深度布置多个压力传感器，在坡面的不同位置布置多个压力传感器；通过实时等距采样，得到不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力；基于所述不同深度、不同位置的土壤的含水量以及孔隙水压力的数据改变情况，对泥石流灾害进行及时的监测，提升了泥石流监测的稳定性和准确性，可提前判断泥石流灾害的发生，降低泥石流造成的损失。

为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有基于压力传感技术的泥石流侦测程序，所述基于压力传感技术的泥石流侦测程序被处理器运行时执行如上实施例所述的方法的步骤，这里不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。