一种地质灾害监测预警系统的制作方法

本发明涉及地质灾害监测，尤其涉及一种地质灾害监测预警系统。

背景技术：

1、地质灾害，如滑坡、泥石流、地震等，给人类带来巨大的生命财产损失。传统监测手段，如简易崩滑观测和宏观调查，无法及时、精准地预警。随着科技的进步，现代地质灾害监测技术，正逐步应用于灾害预警，为减轻灾害损失提供有力支持。

2、中国专利公开号：cn115424426a公开了一种提升区域地质灾害预警预报准确性的方法，包括，将地质灾害监测点开展的监测预警与区域尺度开展的地质灾害气象预警相结合，针对降雨诱发地质灾害孕育发展的规律性，通过预警时段前期较短时间内监测点监测预警等级的急剧变化，量化边坡岩土体的变形演化趋势，修正区域地质灾害气象预警结果。该发明实现了对气象信息与地质灾害的结合分析，未实现对山体的环境状态以及山体中各区域变化的综合分析，存在对地质灾害监测效率低，预警不准确的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种地质灾害监测预警系统，用以克服现有技术中对地质灾害监测效率低，预警不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种地质灾害监测预警系统，包括：

3、信息获取模块，用以周期性获取山体的山体信息、环境信息和山体图像；

4、信息存储模块，用以对山体的山体信息、环境信息、山体图像和山体特征进行存储；

5、山体分析模块，用以根据山体信息和环境信息对山体特征进行分析，还用以根据已存储的山体信息对山体波动进行分析，并根据山体波动对山体特征的分析过程进行调整，还用以根据已存储的环境信息对环境特征进行分析，并根据环境特征对山体特征的调整过程进行优化；

6、图像分析模块，用以根据山体图像对垂直位移进行分析，并根据已存储的山体图像对山体变化进行分析；

7、特征分析模块，用以根据山体特征和环境信息对灾害特征进行分析，还用以根据已存储的山体特征对灾害特征的分析过程进行调整，还用以根据垂直位移和山体变化对灾害特征的调整过程进行优化；

8、灾害预警模块，用以根据灾害特征对地质灾害进行预警。

9、进一步地，所述山体分析模块设有山体分析单元，其用以根据倾斜角度、地应力和基准距离、地下水位、每日降水信息、地表温度和地震震级通过山体特征分析公式对山体特征进行分析，所述山体分析单元设有山体特征分析公式如下：

10、f(i,j)={a,b,c,v}

11、a=|s1(i)-s1(i-1)|×d

12、b=|s2(i)-s2(i-1)|×d

13、c=|s3(i)-s3(i-1)|×d

14、d=eq1(i)/q1(i-1)-1+q2(i)×ln[q2(i)+1]×lg|q3(i)+1|

15、其中，f(i,j)表示山体特征，i表示周期编号，j表示特征编号，a表示角度特征，b表示地应力特征，c表示水平特征，v表示地震震级，f(i,1)=a，f(i,2)=b，f(i,3)=c，f(i,4)=v，d表示影响参数，s1(i)表示当前周期的倾斜角度，s1(i-1)表示上一周期的倾斜角度，s2(i)表示当前周期的地应力，s2(i-1)表示上一周期的地应力，s3(i)表示当前周期的基准距离，s3(i-1)表示上一周期的基准距离，q1(i)表示当前周期的地下水位，q1(i-1)表示上一周期的地下水位，q2(i)表示当前周期的每日降水量，q3(i)表示当前周期的地表温度，q2(i)表示当前周期的降雨强度参数，当降水强度为无雨时，q2(i)=e-1，当降水强度为小雨时，q2(i)=1，当降水强度为中雨时，q2(i)=2，当降水强度为大雨时，q2(i)=3，当降水强度为暴雨时，q2(i)=4。

16、进一步地，所述山体分析模块还设有分析调整单元，其用以根据已存储的山体信息对通过山体波动分析公式计算山体波动，所述分析调整单元设有山体波动分析公式如下：

17、，

18、其中，a1表示角度波动，b1表示地应力波动，c1表示水平波动，imax表示周期编号的最大值；

19、所述分析调整单元根据山体波动对山体特征的分析过程进行调整，其中：

20、当a1＜[1-s1(i-1)/s1(i)]时，所述分析调整单元判定角度波动大，对角度特征的分析过程进行调整，调整后的角度特征为a1，设定a1=a×(1+a1)；

21、当b1＜[1-s2(i-1)/s2(i)]时，所述分析调整单元判定地应力波动大，对地应力特征的分析过程进行调整，调整后的地应力特征为b1，设定b1=b×(1+b1)；

22、当c1＜[1-s3(i-1)/s3(i)]时，所述分析调整单元判定水平波动大，对水平特征的分析过程进行调整，调整后的水平特征为c1，设定c1=c×(1+c1)；

23、当a1≥[1-s1(i-1)/s1(i)]或b1≥[1-s2(i-1)/s2(i)]或c1≥[1-s3(i-1)/s3(i)]时，所述分析调整单元判定山体波动正常，不对山体特征的分析过程进行调整。

24、进一步地，所述山体分析模块还设有分析优化单元，其用以根据已存储的降水信息和地表温度对环境样本数据进行分析，其中：

25、当q2(i)＞0时，所述分析优化单元将当前分析的每日降水量对应周期的降水信息和地表温度作为环境样本数据；

26、当q2(i)=0时，所述分析优化单元不对环境样本数据进行分析；

27、所述分析优化单元根据环境样本数据对通过环境特征分析公式计算环境特征，所述分析优化单元设有环境特征分析公式如下：

28、，

29、其中，g表示环境特征，q2(k)表示环境样本数据中的每日降水量，k表示环境样本数据编号，q2(k)表示环境样本数据中的每日降水强度参数，q3(k)表示环境样本数据中的地表温度，kmax表示环境样本数据编号的最大值；

30、所述分析优化单元根据环境特征对山体特征的调整过程进行优化，优化后的角度特征为a2，设定a2=a1×d×logdg，优化后的地应力特征为b2，设定b2=b1×d×logdg，优化后的水平特征为c2，设定c2=c1×d×logdg。

31、进一步地，所述图像分析模块设有位移分析单元，其用以根据已存储的高度图像通过垂直位移分析公式计算垂直位移，所述位移分析单元设有垂直位移分析公式如下：

32、，

33、其中，u(i)表示垂直位移，x表示高度图像中x轴方向上的像素点数量，y表示高度图像中y轴方向上的像素点数量，l1(i)(x,y)表示当前分析周期的高度图像中各像素点的灰度值，l1(i-1)(x,y)表示上一分析周期的高度图像中各像素点的灰度值，u表示高度图像的高度参数。

34、进一步地，所述图像分析模块还设有变化分析单元，其用以根据已存储的地貌图像通过山体变化分析公式计算山体变化，所述变化分析单元设有山体变化分析公式如下：

35、，

36、其中，p(i)表示山体变化，l2(i)(x,y)表示当前分析周期的地貌图像中各像素点的灰度值。

37、进一步地，所述特征分析模块设有特征分析单元，其用以根据山体特征和未来降水信息通过灾害特征分析公式计算灾害特征，所述特征分析单元设有灾害特征分析公式如下：

38、，

39、其中，w表示灾害特征，r表示未来降水量，r表示未来降水强度。

40、进一步地，所述特征分析模块还设有特征调整单元，其用以根据已存储的山体特征对灾害特征的分析过程进行调整，所述特征调整单元提取出已存储的山体特征中v＞0的山体特征作为山体样本特征，并根据山体样本特征对灾害特征的分析过程进行调整，调整后的灾害特征为w1，设定w1=w×α，α表示灾害调整参数，设定

41、，

42、其中，f(n,j)表示山体样本特征，n表示山体样本特征的编号，nmax表示山体样本特征编号的最大值。

43、进一步地，所述特征分析模块还设有特征优化单元，其用以根据垂直位移和山体变化对灾害特征的调整过程进行优化，其中：

44、当u(i)≥[s3(i)-s3(i-1)]时，所述特征优化单元判定垂直位移大，对灾害特征的调整过程进行优化，优化后的灾害特征为w2，设定w2=w1×p(i)；

45、当u(i)＜[s3(i)-s3(i-1)]时，所述特征优化单元判定垂直位移正常，不对灾害特征的调整过程进行优化。

46、进一步地，所述灾害预警模块根据灾害特征与特征阈值进行比对，并根据比对结果对地质灾害进行预警，其中：

47、当w＜w时，所述灾害预警模块判定灾害特征符合阈值，不对地质灾害进行预警；

48、当w≥w时，所述灾害预警模块判定灾害特征不符合阈值，对地质灾害进行预警；

49、其中，w表示特征阈值。

50、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过所述信息获取模块对山体的山体信息、环境信息和山体图像的获取，以提高信息获取的准确度，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度，通过所述信息存储模块对山体信息、环境信息、山体图像和山体特征的存储，以提高信息存储的准确度，增加系统分析样本数据数量，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度，通过所述山体分析模块对山体信息和环境信息的分析，以分析出山体特征，用山体特征表示山体的各参数变化与环境的关系，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度，通过所述图像分析模块对山体图像的分析，以分析出垂直位移和山体变化，用垂直位移表示山体在垂直方向上的高度变化，用山体变化表示山体俯视图灰度的变化，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度，通过所述特征分析模块对山体特征和环境信息的分析，以分析出灾害特征，用灾害特征表示未来天气对山体特征变化的影响，实现对山体特征变化的预测，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度，通过所述灾害预警模块对灾害特征的分析，以对地址灾害进行预警，在灾害特征较大时对地质灾害进行预警，从而提高系统对地质灾害的监测效率，提高预警准确度。