1.一种基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述预测系统包括用于监测地质灾害点的雨量雨强的自动雨量计、用于监测地质灾害点土壤中水分的土壤水分传感器、用于检测地质灾害点的地表和内部形变的全方位倾斜传感器、用于评估地质灾害发生规模的全方位视觉传感器、用于无线传输视频以及各种监测数据的嵌入式系统、用于进行地质灾害预测预报的监控中心计算机、用于对所述的全方位视觉传感器、所述的土壤水分传感器和所述的自动雨量计供电的太阳能供电单元；所述的全方位视觉传感器、所述的土壤水分传感器和所述的自动雨量计与所述的嵌入式系统连接，所述的嵌入式系统通过无线通信方式与监控中心计算机连接，所述的全方位视觉传感器、所述的土壤水分传感器和所述的自动雨量计安置在地质灾害发生点的山体上，所述的自动雨量计、所述的全方位视觉传感器和所述的嵌入式系统配置在同一根立杆上，所述的土壤水分传感器植入所述的立杆附近的土壤深处；

所述的全方位倾斜传感器配置在地质灾害发生点的山体松质土壤上，以形成一个力传感网；每一个全方位倾斜传感器都具有一个反映埋设地点位置的编码号；每一个全方位倾斜传感器之间以及和所述的嵌入式系统之间采用无线通信的方式；

所述的监控中心计算机包括：

通信模块，用于与所述的嵌入式系统进行基于3G无线通信协议的无线通信以及各种计算机网络通信，接收和传输各种控制数据和监测数据；

数据接收模块，用于接收从所述的嵌入式系统传送过来的各种监测数据，所述的监测数据包括雨量雨强数据、土壤水分数据、现场全景视频数据以及带有地理位置信息的斜坡形变数据；同时将这些数据以采集地点、即地质灾害点的地理位置数据为主键存放在多媒体数据库中；地质灾害点的地理位置数据以该地质灾害点的GPS定位数据进行命名；植入斜坡中的全方位倾斜传感器的地理位置数据以埋设点的GPS定位数据进行命名；

基于雨量雨强的地质灾害预测模块，用以采用雨量雨强和斜坡形变两种监测 数据，如表1所示；采用该模块进行有效准确预测的前提是弄清了该地质灾害点暴发泥石流的临界降雨量，表1为降雨期间不同雨强情况下预警预防措施对应表：表1；

表1中，雨强的单位mm/d，雨强在25mm/d以下的为中、小雨，雨强在25～49.9mm/d之间的为大雨，雨强在50～100mm/d之间的为暴雨，雨强超过100mm/d为特大暴雨；

基于斜坡位移-时间曲线进行地质灾害预测模块，用于利用材料力学中的受力与形变的关系进行预测，斜坡变形曲线的斜率利用切线角αi来表达，如公式(1)所示，公式(1)中，i为时间序数，i＝1，2，3，...，n：αi为累积位移T(i)的切线角， ΔS(i)为某一单位时间段内斜坡位移变化量；v为等速变形阶段的位移速率；

T(i)为变换后与时间相同量纲的纵坐标值；ti为某一监测时刻；

根据式(1)计算结果并按下述条件进行判定，

当αi＜45°时斜坡处于初始变形阶段；

当αi≈45°时斜坡处于等速变形阶段；

45°＜αi＜80°时为初加速阶段，发出蓝色预警；

80°≤αi＜85°时为中加速阶段，发出橙色预警；

αi≥85°时为临滑阶段，发出红色预警；

基于土壤含水量与雨量雨强的地质灾害预测模块，用以依照地质灾害的发生 受控于滑坡体的自重力和抗剪强度，依据土壤中的含水量和变形量进行预测预报的方法得到预测曲线，其中，K1是较少土壤含水量的雨强-形变地质灾害预测曲线；中间有K2、K3、K4三条曲线，K5是较多土壤含水量的雨强-形变地质灾害预测曲线；纵坐标表示雨量雨强值预报值、横坐标表示滑坡体的变形量；

从所述预测曲线可以知道，对于同样的变形量，最上面的曲线K1表明，较大的雨量雨强阈值才会引发地质灾害发生，中间有K2、K3、K4三条曲线，而最下面的曲线K5则表明较小的雨量雨强阈值就会引发地质灾害发生；首先根据监测到的变形量δn在预测曲线中做一条垂直线，可得到与5条曲线相交的5个点，然后根据检测到的土壤的含水量找到与该含水量最接近的2个点，A2和A3；按照线性插值的方式得到在垂直线上的1个点，An；该An的纵坐标值就是临界雨强预测阈值Yn，根据气象预报的雨量雨强值进行不同的应急措施；由于滑坡体的变形量δn以及土壤中的含水量An是在不断变化的，预测预报的算法是不断的循环计算的；

判断方式是预报雨强值Yf与目前临界雨强预测阈值Yn进行比较，当50％Yn≤Yf＜75％Yn时发出蓝色预警，当75％Yn≤Yf＜100％Yn时发出橙色预警，当Yn≤Yf时发出红色预警。

2.如权利要求1所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述监控中心计算机还包括：基于土壤含水量与斜坡变形量的地质灾害预测模块，用于利用土壤含水量、土壤含水量的变化率、斜坡变形量和斜坡变形量的变化率信息；斜坡位移变化量和土壤含水量的变化量用公式(2)、(3)进行计算；

Δδ(i)＝(δ(i)-δ(i-1))/Δt (2)ΔH(i)＝(H(i)-H(i-1))/Δt (3)Δδ(i)为某一单位时间段内斜坡位移变化量，δ(i)为现监测时刻的斜坡位移量，δ(i-1)为上一个监测时刻的斜坡位移量，ΔH(i)为某一单位时间段内土壤含水量的变化量，H(i)为现监测时刻的土壤含水量，H(i-1)为上一个监测时刻的土 壤含水量，Δt为两次检测时刻的间隔时间；

滑坡体的应力和应力变化率的计算方法用公式(4)表示；

σ(i)＝w×sinα×(1+H(i))/D (4)Δσ(i)＝w×sinα×ΔH(i)/D

式中，σ(i)为滑坡体的应变力，w×sinα/D为由滑坡体不含水分自重产生的应变力，w为滑坡体不含水分的自重，α为滑坡体所在的斜坡的角度，D为滑坡体垂直于应力方向上的最小截面积，w×sinα×H(i)/D为由滑坡体仅仅含水分部分所产生的应变力，Δσ(i)为由滑坡体仅仅含水分部分所产生的应变力的变化量；

用公式(5)来表示土体应力与应变的关系；

k1(i)＝Δσ(i)/Δδ(i)＝w×sinα×Δh(I)/[D×Δδ(i)] (5)式中，k接近一个常数，用公式(6)表示，k＝w×sinα/D (6)为了便于计算，我们将公式(5)改写成公式(7)的形式；

K(i)＝K1(i)/k＝ΔH(i)/Δδ(i) (7)从公式(7)的等式知道K(i)值的大小主要取决于土壤中的含水量和斜坡位移量的变化值；用应力与应变的变化率的比K(i)值与几个力学控制阈值进行比对判断，算法的主要流程如下；

步骤1：读取当前的土壤含水量和斜坡变形量数据，将这些数据保存到多媒体数据库中；

步骤2：判断土壤含水量是否达到11.5％，未达到的情况转到步骤1；

步骤3：读取前一个时间的土壤含水量和斜坡变形量数据，用公式(2)、(3)计算斜坡位移变化量Δδ(i)和土壤含水量的变化量ΔH(i)，然后用公式(7)计算基于斜坡位移变化量Δδ(i)和土壤含水量的变化量ΔH(i)的应力与应变的比值 K(i)；

步骤4：根据应力与应变的比值K(i)与几个力学控制阈值进行比对，如果K(i)≥KV1则判断目前处于弹性变形阶段；如果KV1＞K(i)≥KV2则判断目前处于塑性变形阶段，如果土壤含水量的变化量ΔH(i)≥KH1发出橙色预警信息，否则发出蓝色预警信息；如果KV2＞K(i)≥KV3则判断目前处于塑性变形到破坏的过度阶段，这时发出红色预警信息；

转到步骤1；

上述算法中，KH1是土壤含水量的变化量的控制阈值，KV1、KV2、KV3分别为力学控制阈值，并满足以下关系KV1＞KV2＞KV3。

3.如权利要求2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述监控中心计算机还包括：决策辅助模块，用于对上述4种预测模块的判定结果进行综合，采用加权平均的方式进行决策辅助，所述的基于雨量雨强的地质灾害预测模块的权重系数分别为0.5、所述的基于斜坡位移-时间曲线进行地质灾害预测模块的权重系数分别为1.05、所述的基于土壤含水量与雨量雨强的地质灾害预测模块的权重系数分别为1.75、所述的基于土壤含水量与斜坡变形量的地质灾害预测模块的权重系数分别为1.2，同时将蓝色预警的量化值定义为3、橙色预警的量化值定义为6、红色预警的量化值定义为9，用公式(8)计算最终综合判断结果，R＝(RI×KI+RII×KII+RIII×KIII+RIV×KIV)/(KI+KII+KIII+KIV) (8)式中，RI和KI分别为所述的基于雨量雨强的地质灾害预测模块预测结果和权重系数，RII和KII分别为所述的基于斜坡位移-时间曲线进行地质灾害预测模块预测结果和权重系数，RIII和KIII分别为所述的基于土壤含水量与雨量雨强的地质灾害预测模块预测结果和权重系数，RIV和KIV分别为所述的基于土壤含水量与斜坡变形量的地质灾害预测模块预测结果和权重系数，R为最终综合判断计算结果，判断计算结果的数值范围是0～9，最终判断计算结果用预警颜色、报告、把关和签发管理用表3进行总结，表3辅助决策与预警信号发布流程： 计算结果值 预警颜 值班 领班 处长 主管副局长 局长

色 员

0～2.90 白色 报告 签发

2.91～4.50 蓝色 报告 报告/把关 签发

4.51～6.00 黄色 报告 报告/把关 报告/把关 签发

6.01～7.50 橙色 报告 报告/把关 报告/把关 签发

7.51～9.00 红色 报告 报告/把关 报告/把关 报告/把关 签发表3

4.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的自动雨量计、所述的全方位视觉传感器、所述土壤水分传感器以及所述的嵌入式系统采用雨量事件触发方式，当下雨时，通过自动雨量计的触点开关激活所述的自动雨量计、所述的全方位视觉传感器、所述土壤水分传感器以及所述的嵌入式系统，使得他们立即进入工作状态；当下雨结束后的72小时起，如果没有发生地质灾害情况下监测预测预报系统以及所有的监测装置均进入休眠状态。

5.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的太阳能供电单元由太阳能光电转换板、充电电池以及充电电路构成，所述的充电电池的容量满足所述的自动雨量计、所述的全方位视觉传感器、所述土壤水分传感器和所述的嵌入式系统120小时以上的工作时间。

6.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的嵌入式系统与所述的监控中心计算机之间的信息交换采用3G无线通信模式。

7.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的全方位倾斜传感器包括上圆锥体、圆锥形导电线圈、绝缘线、下圆锥体、导线、导电空心管、外壳、无线射频发生单元、电源和水银；圆锥型导电线圈的大小与上圆锥体内部的大小相同，圆锥形导电线圈中由四个不同大小半径的线圈以同一圆心垂直叠放构成一个圆锥体，即用线圈A、线圈B、线圈C和线圈D叠加成一个圆锥形，各线圈之间的距离为Δ，且构成圆锥形导电 线圈的每个线圈之间是不导通的，每个线圈都有一个引出线通向上圆锥体的外部，圆锥型导电线圈嵌入在上圆锥体内，嵌入后的圆锥型导电线圈的边缘离上圆锥体的底部的距离为Δ，分别用4芯绝缘线分别焊接在线圈A、线圈B、线圈C和线圈D的引出线上，下圆锥体4的圆锥尖处插入导电空心管，导电空心管的一段进入下圆锥体的内部，绝缘线穿过导电空心管的内部将绝缘线引到下圆锥体的外部，填入粘结剂使得导电空心管和下圆锥体固定和密封，绝缘线与下圆锥体的内部和导电空心管保持绝缘状态，在下圆锥体中添加水银，水银的容量正好填满下圆锥体，然后将上圆锥体和下圆锥体固定在一起形成密闭的空间，最后用外壳将整个全方位倾斜传感器固定在一起；上圆锥体和下圆锥体采用透明塑料压制而成，与导电空心管连接的导线A和与绝缘线连接的四芯导线B分别引线到外壳上，在全方位倾斜传感器没有感知到倾斜时，导线A和四芯导线B中的任何一芯导线都是不相通的；当全方位倾斜传感器感知到有倾斜时，在下圆锥体内部的水银有一部分流入到上圆锥体内，并与嵌入在圆锥体内的圆锥形导电线圈中的线圈相接触，倾斜角度为0.5°时与线圈A相接触，倾斜角度为1°时与线圈A和线圈B相接触，倾斜角度为

1.5°时与线圈A、线圈B和线圈C相接触，倾斜角度为2°时与所有的线圈相接触，因此只要任何一个方位出现某一程度的倾斜都会使得导线A和导线B中的某一芯或者多芯导线相通；判断倾斜角度的方法是：若导线A与D线圈之间相通就可以判断这时倾斜的角度在2°或者2°以上；若导线A与D线圈之间不相通，导线A与线圈C之间相通则判断这时倾斜的角度在1.5°到2°之间；若导线A与D线圈和C线圈之间都不相通，导线A与线圈B之间相通则判断这时倾斜的角度在1°到1.5°之间；若导线A只与线圈A之间导通则判断这时倾斜的角度在0.5°到1°之间；若导线A与任何线圈都不导通则判断倾斜的角度在0.5°以下；本发明中将所述5根线作为所述的无线射频发生单元的数据采集端的输入。

8.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的自动雨量计获得每天和每小时雨量雨强的数据，并将数据实时地传输给所述的监控中心计算机。

9.如权利要求1或2所述的基于雨量、斜坡土壤含水量和形变量的地质灾害预测系统，其特征在于：所述的土壤水分传感器采用电容式土壤水分传感器，将所述的土壤水分传感器垂直插入到松质土壤、松散堆积物的10CM深处；平时处于休眠状态，在下雨时才触发工作，通过电容式土壤水分传感器能获得土壤中的含水量数据，并将这些数据实时地传输给所述的监控中心计算机。