基于大数据的自然灾害事件网络舆情信息监测平台

对重大灾害自然事件舆论信息进行有效管理,能够避免虚假信息传播引起群众情绪波动问题,保障社会和谐发展。为此提出并设计了基于大数据分析法的重大自然灾害事件网络舆情信息智能监测平台,首先利用大数据分析方法对灾害舆情信息传播发展路径进行分析,获取灾害舆情传播特征,以地震灾害与台风灾害为例,设计舆情波动影响分析模块,得到舆情波动影响因素,并以Hadoop架构为基础,设计重大灾情事件网络舆论信息引导Haboop架构,实现对重大自然灾害事件网络舆情信息智能监测。为检验该方法的有效性,对比现有灾害事件网络舆情监管情况进行了验证。实验结果表明,改进设计平台可有效对自然灾害网络舆情信息进行监测,其有效性可达到85%,效果远胜于传统监测平台,可满足真实准确的信息传输要求以及为灾后紧急救援提供基础依据。     

陕西省延安市地质灾害气象预警信息系统研究——以“7.3”暴雨为例

基于降雨在黄土地质灾害发生过程中的关键作用,在集成地质、地理等基础数据,以及降雨等实时数据的基础上,设计并开发了延安市地质灾害气象预警系统。以Client/Server和Browser/Server模式建立系统的框架,利用信息量模型进行延安市地质灾害易发分区评价,设定三类降雨预警指标实现延安市地质灾害气象预警分级系统,应用系统的预警分析模块计算全区气象预警级别,并发布预警信息。经2013年"7.3"暴雨过程期间进行的汛期灾害调查结果验证分析,预警准确率达到94.3%,证明了系统的可靠性和准确性,该系统可作为合适的地市级地质灾害预警平台予以应用。     

基于通用事件表示模型（SEM）的暴雨预警事件图谱研究

根据2018-2020年汛期的气象灾害预警信息发布统计分析,暴雨预警事件占到全年气象灾害预警事件的21.3%。摸清事件关系,构建事件图谱,分析事件动态变化,实现事件影响的智能推理,可提高气象防灾减灾的效益。传统的事件模型大多以事件之间关系为切入点,难以全面的表示暴雨灾害的事件要素及其内部联系。该文以通用事件表示模型（SEM）为基础,结合暴雨的特点改造 “5W1H”事件分析法为“4W2H”,并结合知识图谱设计了结构层、要素层、数据层三层结构的图谱模型,从事件梳理分析和事件要素关系构建的角度对暴雨预警事件进行建模,构建了集暴雨灾情-降雨实况-暴雨预警发布相结合的暴雨预警事件图谱模型。以暴雨实况、灾情和暴雨预警信号数据为驱动,实现了在暴雨预警事件服务中的推理应用。     

城市防灾应急信息数据同步整合系统优化设计

传统基于物联网技术的灾害信息分析系统,采用多个传感器实时获取城市灾害数据,缺乏灾害信息的同步整合过程,用户难以实时获取系统性的城市灾情信息。对城市防灾应急信息数据同步整合系统进行优化设计,采用基于数据仓库的决策支持系统(DSS)作为核心体系设计系统总体结构;通过信息采集模块、信息处理模块、信息输出模块完成系统硬件设计;利用灾情数据计算模型获取建筑物破坏状态信息与经济损失数据,在此基础上将OLAP技术与Web结合,完成城市灾情信息同步整合,实现城市防灾应急信息数据同步整合系统的优化设计。实验结果表明,所设计系统信息查询响应时间约为1.2 s,可靠性均值为97%,能够快速、有效实现城市防灾应急信息数据同步整合。     

用于自然灾害现场监测的无线传感网络开发与试验

考虑到救灾机器人在复杂灾害环境中仅凭自身的感知能力会降低任务的执行效率,引入无线传感网络协助执行任务。针对自然灾害现场监测应用,设计了一种低成本、低复杂度、便携式、能快速部署与组网的无线传感网络监测系统。首先描述无线传感器网络总体方案设计,其主要由监测中心、定向路由和若干监测节点组成。然后对监测节点的机械机构设计进行了详细描述,并制作了若干监测节点原型机。基于TCP协议及客户/服务器模型提出了一种请求应答机制,使得监测中心能同时连接并控制若干监测节点,并基于UDP协议实现了监测图像的实时快速传输。使用若干监测节点组建无线传感网络,即能在监测中心实时显示各个节点GPS位置信息及自然灾害区域的监测图像。最后,在国家地震紧急救援训练基地进行了现场实验,实验验证了此无线传感网络监测系统的有效性与可靠性。     

基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究∗

针对传统滑坡监测数据采集系统布线困难、自动化程度低、成本高等问题,设计了一种基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统。该系统以 ZigBee 无线传感器网络、无线通信技术为核心,通过布置在滑坡体上的传感器节点采集数据。利用 ZigBee 协议和互联网将数据实时传输到监控中心,使相关工作人员及时掌握滑坡体信息。 以三峡库区八字门滑坡为例,分析了该滑坡当前监测手段的不足,建立了八字门滑坡的物联网监测系统,分别对系统的硬件组成和软件程序进行设计。针对节点能量供应和数据远程传输问题,提出将太阳能供电系统和北斗短报文模块应用到数据采集系统来弥补野外条件的不足。结合八字门滑坡的地形地质条件,优化了滑坡测点的布置方案,并开发了数据采集界面以实现监测数据的自动采集和直观显示。     

秦巴山区浅表层滑坡灾害监测预警平台设计与实现

针对秦巴山区滑坡灾害监测预警难以满足动态性与实时性等难题,该文基于大数据与云计算等相关技术,采用GIS软件二次开发技术,构建了适用于秦巴山区的滑坡灾害监测预警平台。平台融合TypeScript、Java、Python等编程语言,集成ArcGIS API for JavaScript、ArcPy等组件,在Spring Cloud技术框架下采用基于微服务的B/S架构模式搭建而成,实现了对滑坡监测数据的统一管理,并基于预警模型对区域-流域-灾害点等不同尺度的滑坡进行快速预警预报。最后以秦巴山区某日降雨条件下滑坡发生概率验证平台的可行性。结果表明：秦巴山区滑坡灾害监测预警平台技术路线合理,实现了滑坡灾害风险的快速预警预报,且准确率较高。该平台将有助于提高秦巴山区滑坡监测预警信息化水平,为防灾减灾工作提供技术支撑。     

面向台风事件与灾害影响评估的时空数据管理模式

准确掌握自然灾害致灾因子强度、影响范围以及持续时间等灾害事件与过程信息,是开展区域灾害预警预测、减灾救援以及灾后重建等工作的基础。目前还没有一种通用的时空数据模型,能够对台风等过程性自然灾害事件进行建模。以"201319"号"天兔"台风灾害事件为例,设计了一种基于元组时间标记法的台风灾害事件与过程的多尺度时空数据管理模式,并运用扩展SQL语言,将台风灾害影响区域等灾害事件的过程性信息按不同空间尺度同步存储,为台风灾害事件的历史回溯、数据共享与可视化以及风险区划等提供可靠、高效的过程数据管理方式。     

基于大数据挖掘的洪水灾害易发性评价系统设计

针对目前在设计洪水灾害易发性评价系统时由于没有分析洪水灾害数据之间的关联性,从而导致洪水灾害易发性评价准确率较差的问题,提出基于大数据挖掘的洪水灾害易发性评价系统设计。首先设定系统的整体框架,并对其框架中的功能模块进行具体描述,再将获取的洪水灾害信息数据进行离散化计算,构建洪水灾害的数据训练集与数据验证集,将构建的数据集输入系统中利用关联分析法对数据进行关联性计算并对计算结果进行排列,以此完成对洪水灾害的易发性评价。检测结果表明,该方法设计的系统在对洪水灾害进行易发性评价时Kappa系数、正确率及AUC的值均呈上升趋势,表明该系统对洪水灾害易发性评价具有一定的可行性。     

物联网技术在地震救灾中的应用

研究了物联网技术在地震救灾中的应用。在体系结构设计中主要针对无线传感器网络节点、自组网技术、数据采集与灾情分析软件、多源信息融合等几个方面开展研究,构造出基于物联网技术的信息处理平台,在此基础上组建一个地震监测、预警及救灾部署控制中心,并实现信息处理平台与城市基础设施的互连接口。最终,在地震救灾中能够利用多源信息融合技术为控制中心实现决策和指挥提供科学、高效的服务。     

降雨型滑坡灾害的特征聚合决策树预测模型

为了有效预警降雨型滑坡灾害,以秦巴山区为研究区域,采集并处理大量不同时段降雨数据,构成降雨特征属性。利用Fisher最优分割,对降雨特征属性值进行分段统计,提出特征聚合转换表。使用信息增益和预测反馈筛选影响滑坡灾害的有效降雨特征,为预测模型提供有效数据集。利用特征聚合转换表和有效降雨特征,改进决策树,构建特征聚合决策树预测模型,进而提高预测效率和预测准确率。分析决策树的深度和叶子节点个数,给出决策树的反馈执行度,表明使用特征聚合转换表的决策树更优。比较特征聚合决策树、决策树、朴素贝叶斯和逻辑回归预测模型,结果表明,特征聚合决策树预测模型对降雨型滑坡灾害有更高的预测准确率,且平均预测准确率较高。     

山体和滑坡灾害的传感网络预警技术研究

提出一种新的山体和滑坡灾害的传感网络预警方法,由传感监测网络层WSN、GPRS接入层以及监控中心,构建山体和滑坡灾害传感网络预警体系,利用GPRS联网实现传感数据的远程传输,GPRS网关将监测数据上传到监控中心,监控中心基于监测数据实现山体和滑坡灾害的可视化呈现和警示;使用节点异常特征提取方式对比鉴别异常节点区域,采用分区域异常节点定位算法检测异常节点区域中的网络异常节点,实现山体和滑坡灾害的准确预警。     

大气化学灾害应急气象保障系统的设计与开发

大气化学灾害应急气象保障系统是针对危险化学品的泄漏、爆炸和光化学烟雾等大气化学灾害应急处置专门设计开发的技术支持系统，该系统由大气化学灾害事故信息接警、现场气象监测、气象资料综合显示、社会经济环境背景查询、危险大气成分预报、决策服务产品制作、应急指挥、预警信息发布等若干子系统组成，可以为各级政府指挥大气化学灾害的应急工作提供科技支撑平台。     

灾害数据管理技术与平台进展及其面临的需求研究

自然灾害对人类生存和可持续发展带来严重威胁,成为全球各国面临的共同挑战。作为最重要的支撑条件之一,灾害数据的管理及平台建设是防灾减灾科学研究和实际应用的根本保障。该文对当前灾害数据获取、集成、共享服务和可视化等灾害数据管理技术及国内外灾害数据平台的进展进行综述,分析了其存在的不足,指出了灾害数据平台发展五个方面的主要需求,具体包括:①灾害数据分类编码与统一标准;②基于元数据的灾害数据发现与平台间关联访问;③多类型灾害数据集成与可视化;④灾害数据服务多样化与用户在线协同;⑤面向重点区域的灾害数据资源汇聚。     

大别山区山洪灾害预警模型的建立与应用

根据近年来大别山地区高密度雨量站资料,利用GIS技术形成的更为精细的栅格点坡度和高度数据,得出雨量与山区坡度和高度的具体关系,并由此推算出两个子流域发生山洪灾害的雨量阈值;实时通过数据服务器获取前期逐时雨量资料,形成24 h和6 h雨量,根据雨量关系式求算面雨量,与山洪灾害雨量阈值进行比较,给出是否发生山洪灾害的预警信息;及时发布预警信息,将山洪灾害的预警信息在淮河流域气象中心进行实际应用。     

基于粗糙集的城市燃气管道破坏灾害演化诱发机制分析

利用粗糙集理论,在分析大量事故案例的基础上,构建城市燃气管道破坏事故的灾害演化网络模型,找出网络中各灾害事件的诱发因素,在此基础上,对诱发因素进行分级,并将分级的诱发因素作为条件属性,将各灾害事件是否发生作为决策属性;根据条件属性和决策属性,建立相应的数据信息表;对数据信息表中信息进行处理与计算,得到各个条件属性的上近似、下近似、正域,进而比较和计算分析得出可约简的条件属性,在此基础上,给出危机事件基于粗糙集的信息提取与不同条件下危机事件的预测分析。以交通封锁和交通堵塞两个危机事件的诱发过程为例来阐述上述方法,给出了在不同演化条件下交通封锁和交通堵塞是否发生以及发生概率。     

基于网络的突发性灾害预警及救灾系统——以雪灾为例

自然灾害是不可避免的,为减少自然灾害给人类带来的损失,以ArcIMS为平台,引入模糊神经网络构建了雪灾预测模型,建立了基于网络的突发性灾害联动预警及救灾系统.系统可以自动/半自动地进行不同灾害等级的分类,发出灾害预警警报,并在此基础上结合气象对灾害诱发条件的预报,提出预防的工程技术措施,方便具有不同用户权限的用户使用.     

基于电网GIS与气象数据融合的共享应用平台及其内嵌系统设计

为提升专业气象数据在电网运行风险预警方面的应用水平,以电网环境专题图的展现及应用为核心,提出一种基于电网GIS与多维气象数据深度融合的共享应用平台,并对其总体功能框架和技术架构进行了详细设计;同时设计了一套可实现电网环境专题图自动绘制及应用的内嵌系统,此系统通过划分气象数据与电网运行数据统一的规则库,利用GIS建模技术模拟绘制流程;最后对该平台如何实现电网运行风险预警进行了详细阐述。结果表明,设计的电网环境专题图自动绘制及应用系统可作为连通气象环境与电网GIS应用的重要工具,可扩展及完善共享应用平台功能并实现电网运行风险预警。     

现场震害信息电子化收集和快速处理平台的建立

地震现场的震害资料调查和收集对地震灾害的损失评估、地震应急救援、恢复重建以及科学研究等工作具有重要意义,而传统的调查方式存在着诸多不足。为了提高现有震害调查的效率,电子化的震害信息收集和处理平台成了当下研究的热点。该平台由智能手机、平板电脑等移动终端和远程服务器组成,实现了地震现场灾害信息标准化和电子化收集,灾害数据的快速无线传输以及智能化数据处理,对于当前的地震现场工作具有重要促进作用。总结了该类技术在灾害应急处置和野外数据采集等领域的国内主要研究现状,深入分析了本团队研究的震害收集处理平台在2014年盈江Ms6.1级地震和2015年尼泊尔Ms8.1级地震(西藏灾区)中的应用结果,结合自身的开发和测试经验,提出了相关的改进思路,可供该类平台进一步研究参考。     

基于中文短文本分类的社交媒体灾害事件检测系统研究

随着移动互联业务的蓬勃发展,在灾害信息传播的过程中,不同类型的社交媒体在一个个突发性灾害事件中显示出了强大的力量。以微博为代表的在线社交媒体因在信息传播速度、传播内容、传播形式及传播效果等方面的优势,确立了其在灾害应急管理中特殊的传播价值。鉴于此,利用成熟的文本挖掘技术,面向中文新浪微博平台,开发了高效的灾害事件即时检测系统,从而能充分利用近于实时的灾害博文数据,使其更好地为灾害应急管理过程服务,有效提高灾害的应急管理能力。