研究方向

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主要研究方向

中心瞄准国际前沿及国家需求,着眼于国家工程技术研究中心的建设,通过数次外部调研、内部讨论、专家咨询以及技术委员会充分论证,秉承自身优势特色,对原重庆市地质灾害自动化工程中心研究方向做了进一步的优化和完善,最终形成以地质灾害动态调查与隐患识别、地质灾害智能监测及预警预报、监测预警大数据云平台建设及智能化管控三大方向为主的研究体系。

1.地质灾害动态调查与隐患识别

围绕地质灾害“隐患点在哪”的核心需求,综合运用“视”、“听”、“感”等信息化手段,开展区域地质环境多要素状态诊断和隐患识别的技术创新。重点围绕合成孔径雷达、高精度卫星遥感、无人机倾斜摄影以及三维激光扫描技术等新技术融合应用,在“视觉”层面进一步提升地质灾害调查评价与隐患识别精度;开展次声、微震等区域异常信息获取、识别、定位技术研究及相关规范、标准建设,建立环境异常信息监测与灾害识别技术体系,突破“听觉”、“感觉”两层面的技术壁垒,为灾害隐患可靠识别提供必要的辅助手段;开展上述三方面技术融合的区域地质环境状态诊断及灾害精细化识别技术研究,构建“空-天-地”、“视-听-感”紧密结合的复杂山区地质灾害调查识别新模式。

2.地质灾害智能监测与预警预报

围绕“什么时间发生”这一地质灾害防范的重点难点问题,以水库滑坡、高陡峡谷岸坡、高位岩质坡体等地质灾害防控的难点为主要对象,开展智能监测设备研发及预警预报技术创新和应用研究;围绕降雨量、坡体含水率、岩土体应力、位移等主要参数,开展敏感度高、精度高、稳定性强的传感器研发及传感设备标准化研究,形成满足不同监测需求的系列化、规范化监测传感设备产品;开展现场传感器布设方法、智能组网等关键技术研究,形成传感设备间的互联互通及协同工作,增强传感系统的稳定性、可靠性;开展监测数据与坡体地质背景条件及成灾模式的关联特性研究,揭示不同监测数据与坡体状态的内在联系,构建基于滑坡地质背景条件的监测数据分析及预警预报方法,实现地质灾害预警预报技术瓶颈的突破;研究传感设备与支挡结构的融合设计及施工技术,开发监测-预警-控制一体化的地质灾害防治新材料及新型支挡结构体系,实现支挡结构全寿命周期的状态感知及管控。

3.监测预警大数据云平台建设及智能化管控

从地质灾害预警预报可视化、智能化建设需求出发,研究集成地质背景大数据,低空遥感数据、区域地质工程开发及测绘大数据的地质灾害预警预报方法;开发基于人工智能属性化矢量地质体建模技术,实现地上地下一体化三维模型的快速构建及关键要素智能提取;研究三维地质模型与地质灾害风险模型的有机融合以及与监测数据融合的关键技术;开展地质灾害数据的标准化建设,强化传统数据处理方法与人工智能技术的融合,引入模式分析、机器学习、图像识别等人工智能技术,构建基于三维属性化矢量模型的地质灾害短临预报、灾害风险的自动识别、灾害发展过程模拟以及后果预测的方法体系,建立可显示、可分析、可预测的地质灾害预警预报新模式,开发灾害智能预警预报及管控平台,实现地质灾害预警模式的创新和发展。各研究方向相互关系如图1.3所示:

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培育基地研究方向关系图

方向一是地质灾害监测预警管控的第一步,判明隐患点的具体位置以找准研究及技术运用“靶区”;方向二是技术核心点,负责对找出的“靶区”进行灾害监测及灾情预警预报,实现对地质灾害全过程的动态管控;方向三包括了底层大数据云平台、智能化管控系统以及面向决策端与公众科普的可视化展示平台,通过引入人工智能及三维可视化技术为地质灾害监测预警提供直观的综合管控体系。三个研究方向既相对独立,又相互依存,共同构成了完整的科学研究和应用体系,以期为我国地质灾害监测预警能力建设提供理论和技术支撑。