河北地质灾害监测预警系统

河北省省级预算项目建议书

项目名称：河北地质灾害监测预警系统

项目编码：

项目单位：河北省第一测绘院

领导签字(章)：

预算单位：河北省国土资源厅

领导签字(章)：

主管部门：河北省国土资源厅

领导签字(章)：

河北省财政厅制

二○一○年十一月十日

河北地质灾害监测预警系统

填 报 说 明

1、本建议书由项目单位或预算单位负责填写，送隶属的财务主管部门审查后报省财政厅（对于基本建设专项资金、产业技术研发、应用技术研发、信息产业和信息化建设专项资金项目，分别由省有关部门按照项目隶属关系先报送省发展和改革委员会、省科技厅和省信息产业厅，三个部门经审核立项后通知各有关部门，部门再按确定的项目内容报财政部门）。

2、需附相应的部门审核、项目可行性报告、立项批准等有关资料。

3、项目情况填报说明

1）项目性质：（1）维持性资金项目。（2）发展性资金项目。

2）项目类型及编号：01、建筑物及基础设施购建；02、专项购置； 03、大型修缮；04、专项业务；05、科技研究与开发；06、信息网络购建；07、信息网络维护；08、大型活动；09、企事业单位补贴；10、个人家庭补助；11、偿债支出；12、产权参股；99、其他专项。

3）项目级次：本级、对下补助（按级次分别单列项目）。

4）项目地点：项目实施地点。

5）单位代码：省级行政事业单位填写预算单位编码；非省级预算单位的承担单位是行政、事业、社会团体的填写组织机构代码，企业填写工商注册码为统一标识。

6）单位性质：行政、事业、其他。

7）单位规格：厅级、副厅级、处级、科级、其他。

8）立项部门：批准立项的主管部门

9）主管部门：项目单位的财务主管部门。

10）主管处室：财政厅各部门预算主管处。

11）支出功能：类、款按最近规定的政府收支分类科目填写。

12）项目执行周期：项目执行的年度数。

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一、立项依据

1、立项依据

我国地质和地理环境复杂，气候条件时空差异大，是世界上地质灾害最严重的国家之一。我国地质灾害主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、沉降、地裂缝等，具有分布广泛、活动频繁、危害严重的特点。据国土资源部统计，崩塌、滑坡和泥石流，分布范围占国土陆地面积的44.8%，地质灾害对我国人民生命财产及国民经济的威胁极其严重。

科学有效的做好地质灾害防治工作是保障经济社会全面协调可持续发展的重要工作。在《全国地质灾害防治“十一五”规划》中指出：以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，按照贯彻落实科学发展观、建设社会主义新农村、构建和谐社会的要求，以最大限度地减少地质灾害造成的人员伤亡和财产损失为目标，坚持以人为本，建立健全地质灾害防治体系，完善地质灾害防治的法律法规，提高地质灾害预报预警能力和防治水平，为促进经济社会全面协调可持续发展，实现人与自然和谐相处提供有力保障。

2010年11月3日，全国地质灾害防治工作现场会在四川省成都市召开。国土资源部部长、党组书记、国家土地总督察徐绍史在会上发表重要讲话。他指出，今年我国地质灾害严重，要把地灾防治要作为一项生命任务，纳入经济社会发展总体部署，更

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加努力地把这项工作做好。

关于我省地质灾害情况，据省国土资源厅地质资料，河北省地质环境条件比较脆弱，特别是近年来，地质灾害发生频率呈逐年增高趋势。根据1996年以来的调查统计显示，河北省山区共发现突发性地质灾害隐患3545处，主要以泥石流、崩塌、滑坡和地面塌陷等类型为主。为了加强地质灾害预警，河北省在各市确定的地质灾害隐患100多处的基础上，又确定省级重点地质灾害隐患287处，其中泥石流灾害隐患91处、崩塌灾害隐患32处、滑坡灾害隐患62处、地面塌陷灾害隐患49处、地裂缝11处、不稳定斜坡39处、其他3处。 其中的泥石流灾害隐患主要分布在石家庄、保定、承德、唐山、秦皇岛等地区的山麓地带，基本与多年暴雨中心位置相一致；崩塌、滑坡灾害绝大部分是人为开山修路、农村开挖山脚修建房屋诱发的；地面塌陷灾害隐患主要分布在邯郸、邢台、张家口、唐山等矿山采空区。平原区主要以过量开采地下水造成的地面沉降和地裂缝地质灾害隐患为主，目前全省已发现地裂缝482条，影响到7个市、近70个县（市），重点分布在沧州、衡水、廊坊等地的古、现代河道和农灌区。

建立我省地质灾害监测网络、信息系统，预报预警系统，提高地质灾害预报预警能力和防治水平，是促进我省经济社会全面协调可持续发展，实现人与自然和谐相处的有力保障。

2、必要性

2010年11月3日，全国地质灾害防治工作现场会召开，会

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议指出，地质灾害防治正在成为经济社会发展中的一项全局性工作，需要更加努力地把这项工作做好。首先，思想上要更加重视，把工作重点放到防灾减灾上来。今后一段时期，地灾防治形势不容乐观。一是我省的地质地貌构造和近期的一些极端气象导致地质灾害多发、频发。二是有些地方还存在防范意识不强、防范措施不足的问题。三是地质灾害具有隐蔽性强、突发性强、破坏性强的特点，防范难度大，有时突如其来，猝不及防，防不胜防，而且新的隐患点不断出现。四是地质灾害防治还存在一些薄弱环节。其次，工作上要更加主动，把地质灾害防治作为生命任务纳入经济社会发展的总体部署。刚刚发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》，专门强调了地质灾害防治工作，要求在地质灾害易发地区加快建设调查评价体系、监测预警体系、综合防治体系和应急救援体系。各地应争取把地质灾害防治纳入地方的“十二五”规划中，创造条件抓紧编制地灾防治专项规划。要加强地质灾害成灾规律、机理，监测预警方式、方法，地质灾害治理方法等方面的理论研究和技术研发。

传统的区域地质灾害动态监测主要是通过群测群防获取非重点地质灾害的状态信息，以常规监测手段取得重点地质灾害的状态信息。群测群防方法须耗费大量的人力，并且由于监测手段落后，难以及时获取地质灾害发生前期的先兆信息。随着现代化测绘仪器和技术的出现，如TCA2003测量机器人，地质灾害监测技术取得一些进步。但与这种设备配套的随机软件较少，且不太

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合乎我国的测量规范，实际使用非常不便，使得很多地质灾害监测单位依然采用人工操作、全站仪自动精密照准、人工记录、人工计算这种传统方式，外业观测完成后，内业整理数据数据往往需要较长的一段时间，使得监测的数据不能够实时反映地质灾害的状态。另外，地质灾害发生前，往往是气象条件和地质条件非常恶劣的情况下，传统的变形监测不能实时获取监测目标状态，人身安全和设备安全不以保障。因此，在这个背景下，需要建立一套集远程测量、远程数据自动获取、数据处理、数据分析和预测预报于一体的地质灾害监测预警系统，提高地质灾害监测自动化水平、实时获取监测目标状态能力、分析和预测预报效果。

以GPS技术为代表的卫星空间定位技术因其全天候、自动化、精度高等特点日益成为地壳形变、地质灾害监测等领域的主要监测手段。国内外已有很多利用GPS技术进行地质灾害监测预警的案例。随着我省连续运行卫星定位服务综合系统（CORS系统）的建成及基础地理信息（GIS）数据库的建立，可以在全省范围内逐步建立起基于GPS/CORS技术的地质灾害监测预警系统，并将地质灾害预警模型与GIS平台相结合，实现地质灾害信息的采集、传输、管理、分析、预报、决策、发布的一体化平台。系统建成后能有效提高地质灾害的预警预报能力，为防灾减灾提供实时信息服务，为职能部门提供决策支持和信息发布服务。

二、项目概况

1、我省地质灾害基本情况

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河北省地质灾害种类多、分布广、危害大， 严重制约着地质灾害多发区的国民经济发展， 威胁着广大人民群众的生命财产安全。特别是在汛期， 受气象因素的影响， 泥石流、滑坡、崩塌等突发性地质灾害频繁发生， 经常造成人民生命和财产的重大损失。近年来， 河北省1 ：50 万环境地质调查和65 个山区县(市) 地质灾害调查与区划工作共查出地质灾害隐患点3620 处， 威胁人口197149万人， 威胁财产达318338万元。

我省主要地质灾害有:泥石流、滑坡、崩塌、地裂缝等。地质灾害发生的因素很多，而其中强降雨是最主要的诱发因素之

一。所以， 我省地质灾害的分布与强降雨的时空分布特征比较一致。主要发生在汛期的燕山南麓和太行山东麓，即与两个暴雨中心相吻合。

1）河北省地质灾害的时间分布特征

据河北省环境地质勘查院提供的近40年地质灾害资料统计，河北省地质灾害具有以下时间分布特征：泥石流集中发生在每年汛期的7-8 月份，其中77% 的灾害点出现在7月下旬- 8月上旬，即出现在盛汛期， 10%的灾害点出现在7月上、中旬， 13% 的灾害点出现在8月中、下旬，出现频数最高的地域是唐山迁西县，其次是承德平泉县；滑坡的发生时间主要出现在河北省盛汛期7月下旬-8月上旬，占94%，出现频数较高的地域集中分布在石家庄平山县和灵寿县；崩塌发生时间相对比较分散，主要出现在夏季6-8月，个别的分布在3、5及11月，在6-8月中，

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48%的灾害出现在8月上旬，52%的灾害出现在7月下旬-8月上旬，其中出现频数最高的地域集中分布在秦皇岛青龙县，占总站点数的62% 。

2）河北省地质灾害的空间分布特征

据河北省环境地质勘查院提供的近40年地质灾害资料统计，河北省地质灾害具有一定的空间地域性。泥石流主要分布在承德南部、唐山北部、秦皇岛北部，石家庄、邢台、邯郸3市的西部以及保定西北部，其中前两个区域范围较大，与河北省燕山南麓、太行山东麓的两个暴雨中心基本重合；滑坡主要分布在承德南部、唐山北部、秦皇岛西部，石家庄、邢台、邯郸3市的西部及保定西部，其中第3个区域范围较大，与太行山东麓的暴雨中心基本重合，第1和第2个区域范围较小，均分布在燕山南麓的暴雨中心区；崩塌的分布相对比较集中，主要分布在两个区域: 承德南部、唐山北部、秦皇岛西部，石家庄、邢台、邯郸3个市的西部，与河北省燕山南麓和太行山东麓的2 个暴雨中心基本一致；地面塌陷灾害隐患主要分布在邯郸、邢台、张家口、唐山等矿山采空区；平原区主要以过量开采地下水造成的地面沉降和地裂缝地质灾害隐患为主。

从以上两个特点可以看出，我省地质灾害突发性强、分布广，时间上相对集中的特点，这给传统手段地质灾害监测提出严重挑战。

2、系统基本技术路线

河北地质灾害监测预警系统

河北省地质灾害监测预警系统的技术路线是，基于连续运行卫星定位服务综合系统（CORS系统）实现地质灾害地表形变实时动态监测，利用成本较低的双频或单频GPS数据采集终端和现代计算机、通信网络、互联网技术组成的网络，实时地对监测目标进行位移、变形观测，即可在计算中心实现网络覆盖范围内的厘米级或毫米级地表形变动态监测，数据处理、分析和预测预报，同时与我省基础地理信息数据库相结合，即可有效提高地质灾害的预警预报能力，为防灾减灾提供实时信息服务，为职能部门提供决策支持、风险评价及处置方案评估服务。

3、主要工作内容

1）调研论证

对“河北省地质灾害监测预警系统”的需求和技术路线进行充分的调研、论证，以保证系统能够显著提高我省地质灾害预警能力、预报效果，最大限度减少地质灾害对经济社会和人民群众生命财产的破坏。

2）基础资料搜集

搜集我省历年来地质灾害资料，分析地质灾害种类、分布特征、区域大小、严峻程度，为系统建设提供基础地质资料和历史资料。

搜集已建、在建和即将建设的国家和省重大工程资料及区域地质资料，为重大工程项目做好地质灾害及工程变形监测预警工作。

河北地质灾害监测预警系统

搜集我省基础地理资料，建立以3S技术、自动监测技术和数据远程传输为一体的地质灾害调查评价和监测预报技术平台，建立完善的地质灾害防治标准体系，开发针对我省地质灾害发育特点的地质灾害防治方法和技术装备，全面提升我省地质灾害调查、监测、预警预报、治理工作水平。

搜集我省历年的气象资料，分析历年气象条件对地质灾害形成、预防、治理的影响。提高系统对监测数据分析、灾害预报、防治决策支持的能力。

搜集我省矿山，尤其是矿山采空区、尾矿等区域地质资料。 对搜集到的资料进行分类、分析、整理，制定出系统所使用资料的数据处理方案。

3）总体方案设计

对系统的需求及目标分析、总体方案、监测的技术指标、采用设备的指标、数据传输指标、系统功能、数据处理与分析能力、系统数据的标准化与规范化、数据的分析和处理方法、系统数据库、软件开发等进行设计。

4）数据的标准化设计

数据标准化是系统建设的一个重要的基础工作之一，它直接影响到系统内部数据交换、上下级系统数据传输、预警预报效果、决策支持和对外综合信息服务。系统的运行、数据的使用、数据的交换、数据的存储以及与其它外部应用系统的联系都需要遵循一个一致的、标准化的数据规定。因此，在系统开发建设之前，

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在经过充分的系统调研、系统论证后，必须制定系统的数据标准化和规范化技术方案。

5）系统建设

利用先进的技术手段，建设“河北省地质灾害监测预警系统”，整合目前现有资源，充分依托我省连续运行卫星定位服务综合系统（CORS系统）和基础地理信息平台，本着资源共享、有效利用原则，按照高水平和技术成熟的路线进行技术定位和设备选择，做到既节约资金又保证系统整体的技术先进性。

6）系统开发

选用合适的软件平台，开发“河北省地质灾害监测预警系统”软件，以满足系统良好、高效运行需要。

4、系统的构成及功能

“河北省地质灾害监测预警系统”由：数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理子系统、分析预警子系统、综合管理子系统、辅助决策子系统、信息发布子系统等七个子系统组成，见图1。

1）综合管理系统

可有效进行用户管理、数据管理、系统运行管理，确保系统安全和数据安全，可方便进行参数设置、状态本地/远程浏览、数据本地/远程下载以及数据共享等。

河北地质灾害监测预警系统

图1 河北省地质灾害监测预警系统流程图

2）数据采集系统

数据采集系统一般由基准站、监测站以及包括野外电源和防

雷装置组成的保障支持系统组成，监测站主要有GPS天线、GPS接收机、气象终端、信息传输模块及附件构成。

3）数据传输系统

数据传输系统可采用RS232、专线有线/无线Modem、TCP/IP、GPRS无线、CDMA无线、3G无线、UHF无线电台、无线网桥及其他无线网络等方式，具体建设时可以按照总体方案的论证灵活选择。

数据采集与传输系统主要硬件组成及连接模拟图见图2。

4）数据处理系统

数据处理系统可连续实时进行数据处理，数据解算可根据我

省CORS系统的设计与运行模型和变形监测的定位精度，待总体

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方案论证时选择，确保系统运行稳定及数据的可靠性。

图2 数据采集与传输系统主要硬件组成及连接模拟图

5）分析预警系统

分析预警系统应有足够的数据分析处理能力，分析要多角度、手段丰富，能计算三维位移分量及各向变形速率，自动生成变形历时曲线、变形分布图和多因素相关图；能根据基础地理信息或实地地形数据生成三维仿真图形，并生成变形场等高图和渐

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变色谱图，有数据源的话应能生成变形场实体任意剖面图；能综合其他相关监测数据进行综合分析与评价；能根据预设警界值进行风险判别。

6）辅助决策系统

结合基础地理信息数据库，提供基于GIS的地质灾害信息管理与决策支持系统．建立地质灾害防治决策支持的数据库、模型库、方法库、知识库及其管理平台，建立有效的分析和决策机制。以地质灾害的空间图形信息和属性信息为基础，依托数学评价、预测和预报模型以及GIS系统的空间分析能力，形象地进行地质灾害和处置方案的风险评估，为职能部门有效控制、防治、处置地质灾害、降低地质灾害造成的损失提供科学决策依据。

分析预警与辅助决策系统模拟图见图3

7）信息发布系统

网络通讯方式灵活，自动化程度高，可以方便实现远程信息发布与共享。预警发布形式灵活多样，可根据预警等级采用短信、网页、邮件、声音、大屏幕等方式和渠道进行分级发布，预警信息的发布方便灵活。

三、项目效益情况

我省地质灾害形势严峻、诱因复杂， 利用原有的手段进行监测和预警往往难以收到最佳的效果，急需一种高效、快速、可靠的信息采集、管理、分析、处理手段。同时，我省的经济发展、社会进步、生态环境建设也需要借助各种各样的信息支持，作

河北地质灾害监测预警系统

图3 分析预警与辅助决策系统模拟图

为一种具有强大信息平台功能的CORS 系统应该在我省地质灾害防治工作中发挥重要作用。基于CORS和GIS的河北省地质灾害监测预警系统建成后，必将有助于了解地质灾害的演化过程和发

河北地质灾害监测预警系统

生规律，提高地质灾害预报预警能力和防治水平，最大限度地减少地质灾害造成的人员伤亡和财产损失，为促进我省经济社会全面协调可持续发展以及环境保护，实现人与自然和谐相处提供有力保障。系统构建后的经济效益将是非常可观的。因此， 建立河北省地质灾害监测预警系统是形势的需要、也是社会发展的需要。