倾角传感器等监测手段在香港滑坡灾害预警系统中的应用

　　为加强山体滑坡灾害预警，最大限度减少山体滑坡灾害带来的生命财产损失，今年6月，香港香港科技大学科研团队计划利用物联网、人工智能技术，研发更精准的滑坡监测预警系统。这其中，各类传感器的监测手段必不可少。下面，就请跟随传感器专家网小编了解一下香港的滑坡灾害监测和预警系统的研发，及倾角传感器等监测手段在香港历史上的应用案例。

多年来，香港已积累了大量的地灾防治经验。图为香港斜坡安全网站截图

　　香港山体滑坡灾害多发的原因

　　在我国香港，常常把山体滑坡称之为山泥倾泻。这是因为香港地势多山且山势陡峭，天然山坡的面积达到了6成，加之城市居民人口众多，导致大量建筑和道路都位于山区附近。同时，伴有季节性大雨及山坡地区发展稠密，每年一到夏季，极端降雨事件频发。

　　更糟糕的是，香港在第二次世界大战之后迅速发展时期出现了数以千计的人造斜坡，这些斜坡大多没有经过专业人士的设计和加固，因此一旦遇上大雨就很容易出现山泥倾泻。这样一来，多种原因导致了香港是山泥倾泻的高发地区。不稳定的山地地貌在受到雨水侵蚀后，极易产生山体滑坡灾害，对居民生命财产安全造成巨大威胁。

山泥倾泻预警系统能更准确地按地区预测山泥倾泻发生的风险

　　香港研发滑坡地质灾害新型监测系统

　　2019年6月初，香港科技大学科研团队发布消息称，他们计划利用物联网智能监测和人工智能技术，研发更精准的山泥倾泻预警系统，并与香港土木工程拓展署及天文台合作，最快3年后在大屿山的斜坡进行系统测试，最终推出如暴雨警报般的地区性的山泥倾泻警告。

　　科研团队计划于8年内建立斜坡安全中心，针对香港斜坡安全进行研究。项目将利用人工智能，收集及分析从遥感卫星等不同监测器中取得的数据，如风速、降雨量、湿度、气温及幅射，了解有可能引发山泥倾泻的不同气候。

　　研究团队计划在3至4年后，在香港大屿山2个斜坡上安装传感器，进行系统测试。研发成功后，会推出如暴雨警报般的地区性的山泥倾泻警告。其实，作为香港城区最典型的滑坡地质灾害多发地之一，早在2008年，便有国外科技公司在大屿山地区，部署了基于无线传感器网络的山体滑坡监测方案。

香港卫星影像，资料图

　　香港历史上的无线传感器监测方案

　　当时，政府部门试图部署一种灵活稳定的系统对山体滑坡进行监测和预警。政府部门尝试部署过多套有线方式的监测网络，但是由于监测区域往往为人迹罕至的山间，缺乏道路，野外布线，电源供给等都受到限制，使得有线系统部署起来非常困难。此外，有线方式得不到实时数据，灵活性较差。

　　对此，2008年的时候，当局便与国外智能传感器公司合作，在香港青山和大屿山地区沿山势走向竖直设置多个孔洞，每个孔洞都会在最下端部署一个液位传感器，并在不同深度部署数个倾角传感器。

　　其中，液位传感器可以监测地下水位的深度，从而作为衡量山体滑坡危险程度的首要指标。液位传感器测得的数据会通过无线网络进行发送传输；而倾角传感器，则负责在监测山体的位移与运动数据。

　　具体来说，由于山体往往由多层土壤或岩石组成，不同层次间由于物理构成和侵蚀程度不同，其位移和运动速度不同。发生这种现象时，埋设在不同位置和深度的倾角传感器，可测得并传送回不同的倾角数据。在无线网络获取到各个倾角传感器的数据后，通过数据融合处理，专业人员就可以据此判断出山体滑坡的趋势和强度，并判断其危险程度。

北斗定位等GNSS监测手段逐渐用于我国滑坡监测技术中来

　　数据显示，我国山区面积占全区面积70%以上，目前，在我国多个地方的滑坡应急变形监测应用中，也有采用GNSS卫星定位测量与测斜管等倾角传感器的案例。可以说，GNSS定位、物联网智能感知、大数据分析等技术的应用，实现了对我国多地滑坡等典型地质灾害隐患点的全天候、全方位的动态化、数字化、自动化监测分析预警，为相关部门第一时间处置提供了有力数据支撑。