【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质灾害监测领域，尤其涉及一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统。
技术介绍
1、我国华北陆地南缘部分地区山体裂缝处于不稳定状态，同时这些地区地下采煤活动在不断进行，山体裂缝变形及其影响区的稳定状态具备不确定性因素。为及时山体裂缝的变形规律，预测其可能变化的范围及其变化趋势，发现异常及时通知当地居民、行人紧急避险，并能够及时采取相应的处理措施，实现地质灾害实时监测预警、信息远程传输和网上及时发布的目标。确保经济建设及长期安全，建立长期监测系统显得十分必要和意义重大。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，通过对矿区建立长期监测系统，对山体裂缝变形进行分析研究，监测山体裂缝的变形动态，对其发展趋势做出预测预报。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，所述系统包括：降雨量监测模块、gps沉降监测模块、通信模块、监控中心；
3、所述降雨量监测模块，用于采集矿区降雨量信息；
4、所述gps沉降监测模块，用于采集裂缝体表面位移信息；
5、所述通信模块，用于将采集到的降雨量信息与裂缝体表面位移信息发送至监控中心；
6、所述监控中心，用于对数据进行保存、分析，自动成图动画显示；
7、所述矿区降雨量信息包括：降雨速率、小时降雨量、日降雨量；所述裂缝体表面位移信息包括：日平均位移速率、位移方向、累计位移。
8、所述
9、在监测区域的室外安装容栅式雨量计，所述容栅式雨量计通过雨量计专业电缆与室内的雨量计采集仪连接；
10、所述容栅式雨量计采用上下电动阀控制进水和排水，并将降雨量变成信号通过单片机数据处理后，转换成脉冲输出给所述雨量计采集仪。
11、所述gps沉降监测模块，用于采集裂缝体表面位移信息，包括：
12、在监测区域内建立基准点与多个监测点；
13、在所述基准点与多个监测点架设gps接收机，根据gps接收机的三维坐标，经过定期连续观测从而得到所述监测点坐标的变化量。
14、对所述gps沉降监测模块进行防雷保护，具体包括：
15、对gps接收机设置防直击雷避雷针，对所述监测点与基准点处的电源设置电源防雷保护器，对所述监测点与基准点处的信号线路设置信号防雷保护器；
16、所述gps接收机与gps接收天线通过天线连接线连接，所述gps接收机安装于屏蔽保护箱内，所述gps接收机与所述屏蔽保护箱均进行接地，接地电阻小于10ω。
17、所述监控中心内置预警模块；
18、所述预警模块，用于根据所述日降雨量判断降雨量级别，并将所述矿区降雨量信息与预设三级降雨量预警值对比，判断预警级别；
19、所述预警模块，还用于将所述裂缝体表面位移信息与预设三级沉降预警值对比，判断沉降预警级别。
20、所述系统还包括：供电模块；所述供电模块包括系统供电单元、太阳能供电单元、蓄电池单元、ups单元；
21、所述系统供电单元，构建三相火线、一相零线的供电总干线，其中一条火线和零线作为总电源，用于另两条火线作为补光照明总电源，电源设置总线路稳压器，根据线路长度设置后端稳压器；
22、所述系统供电单元为降雨量监测模块供电；
23、所述太阳能供电单元与蓄电池单元共同为gps沉降监测模块供电；
24、所述系统供电单元与ups单元共同为监控中心进行供电。
25、所述监控中心，用于对数据进行保存、分析，自动成图动画显示，包括：将降雨速率、小时降雨量、日降雨量作为参数数据，依据arima模型，分别构建时序预测分析模型；
26、所述构建时序预测分析模型，包括以下步骤：
27、对各参数数据进行数据预处理，填补数据中的空缺值；
28、对数据序列进行平稳性检测，如果不平稳，则进行差分运算直到数据平稳；
29、基于arima模型，对参数数据进行季节性、趋势、周期性预测；
30、生成各参数数据基于时间单位的预测曲线图。
31、所述监控中心，用于对数据进行保存、分析，自动成图动画显示，还包括：通过观测监测区域整体的微小变化量，构造统计分析模型，预测监测区域长期的变化趋势；
32、所述构造统计分析模型包括：构建决策树模型，将所述日平均位移速率、位移方向以及累计位移共同作为训练样本的特征信息，形成训练数据集；将实时采集到的裂缝体表面位移信息输入决策树模型，得到预测结果。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
34、1、针对矿区分布区及影响区的具体特征、影响因素，建立较完整的监测剖面和监测网，使之成为系统化、立体化的变形监测系统；
35、2、及时快速的对矿区山体裂缝分布区及影响区现状做出评价，并进行预测预报，将可能发生的地质灾害危害降到最低限度；
36、3、建立长期监测系统，对山体裂缝变形进行分析研究，为同类工程积累经验，丰富理论。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述系统包括：降雨量监测模块、GPS沉降监测模块、通信模块、监控中心；
2.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述降雨量监测模块，包括：
3.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述GPS沉降监测模块，用于采集裂缝体表面位移信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，对所述GPS沉降监测模块进行防雷保护，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述监控中心内置预警模块；
6.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述系统还包括：供电模块；所述供电模块包括系统供电单元、太阳能供电单元、蓄电池单元、UPS单元；
7.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述监控中心，用于对数据进行保存、分析，自动成图动画显示，包括：将降雨速率、小时降雨量、
8.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述监控中心，用于对数据进行保存、分析，自动成图动画显示，还包括：通过观测监测区域整体的微小变化量，构造统计分析模型，预测监测区域长期的变化趋势；
...【技术特征摘要】
1.一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述系统包括：降雨量监测模块、gps沉降监测模块、通信模块、监控中心；
2.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述降雨量监测模块，包括：
3.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述gps沉降监测模块，用于采集裂缝体表面位移信息，包括：
4.根据权利要求3所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，对所述gps沉降监测模块进行防雷保护，具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种矿区地表覆盖变化及塌陷区监测系统，其特征在于，所述监控中心内置预警模块；
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【专利技术属性】
技术研发人员：李健，李贵亮，张映钱，柳西亚，胡冰殊，李慧，赵振杰，范慧平，孟昭峰，李亚刚，宋晓龙，冯亿年，孙丹，王浩，魏渊，
申请(专利权)人：河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院，
类型：发明
国别省市：
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