一种泥石流监测预警系统的制作方法

本发明涉及泥石流监测预警系统，特别是涉及应用于自然灾害预警领域的一种泥石流监测预警系统。

背景技术：

1、中国发明专利cn202310682608.6说明书公开了基于人工智能的泥石流预警方法及系统，基于实景三维内的实时地貌数据，抽取事项描述知识向量所对应的目标描述变量，使得抽取得到的目标描述变量能够保留实时地貌数据，使得抽取到的目标泥石流发生可能性数据能够在目标事项描述知识对应的降雨描述数据集中，较为精确地表示目标沟谷监测事项在目标事项描述知识下的事项描述知识向量；在目标气象环境下，根据目标泥石流发生可能性数据对目标沟谷监测事项进行预警处理，可以提高预警处理的精确性和可靠性。该发明实施例可以抽取能够较为精确地表示连续描述知识的泥石流发生可能性数据，从而可以提升泥石流发生可能性数据精确性和可靠性，从而提高预警的精确度。

2、现有泥石流监测预警系统主要监测降水量和岩土性质数据，但是泥石流的诱发，还在于目标区域的坡度以及地表植被情况的影响，此外现有泥石流预警设备通过监测泥石流爆发的可能性，但在实际过程中，泥石流自源头爆发向周边扩散时，泥石流的危险程度通常为递增状态，因此泥石流的预警等级应为阶梯状变化。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是在进行泥石流预警时，提供一种综合考虑多种影响因素的、呈现阶梯变化且更为精确的泥石流报警系统。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种泥石流监测预警系统，包括有数据采集模块、数据传输模块、数据集成模块和监测采集模块，数据采集模块和数据集成模块通过数据传输模块实现数据传输；

3、数据采集模块包括有泥石流监测预警的目标区域内的高集成数据采集设备和低耦合数据采集设备；

4、监测采集模块包括有用于监测降水情况的降水监测单元、用于监测地貌变化的地貌监测单元、用于监测地表土层流动性的岩土性质检测单元和用于监测地表植被覆盖情况的地表监测单元，地貌监测单元包括有坡度监测块和地表岩石监测块；

5、数据集成模块包括有存储监测采集模块数据的物联网平台、中控处理单元和预警提示单元，其中中控处理单元包括有数据分析块和补充纠正块，数据分析块用于将监测采集模块的数据综合分析计算泥石流的危险程度并通过预警提示单元发出预警提示，补充纠正块用于接收监测采集模块的数据并对数据分析块计算出的泥石流危险程度进行补充纠正，预警提示单元包括有无人飞行器、立式报警器和安装在移动终端内的疏散确认端口。

6、在上述泥石流监测预警系统中，提供一种综合考虑多种影响因素的、呈现阶梯变化且更为精确的泥石流报警系统。

7、作为本技术的进一步改进，数据分析块的工作步骤如下：

8、s0、将泥石流监测预警的目标区域分割成多个子预警目标区域，并在多个子预警目标区域内进行数据采集；

9、s1、利用降水监测单元监测多个子预警目标区域内的降水量和降水时长数据，影响因子记为a，且a与降水量、降水时长正相关；

10、s2、利用岩土性质监测单元监测多个子预警目标区域内的地表土层的流动性，影响因子记为b，且b与地表土层流动性数值正相关；

11、s3、利用地貌监测单元监测多个子预警目标区域内的坡度和地表岩石分布情况，影响系数记为d，d=g*0.7+h*0.3，且g与坡度的大小正相关，h与地表岩石块占目标区域的面积正相关，其中g为坡度影响因子，h为地表岩石块面积的影响因子；

12、s4、利用地表监测单元监测多个子预警目标区域内的覆盖植被的种类以及植被根系的布置情况，影响系数记为e，且e与覆盖植被的种类、植被根系植入地表深度的数值正相关；

13、s5、计算泥石流灾害危险程度t=a*0.6+b*0.2+d*0.15+e*0.15，并在泥石流监测预警的目标区域内按照t的不同进行不同颜色的标记，并在t值超过泥石流发生时对应的安全阈值w时通过预警提示单元发送预警信号。

14、作为本技术的再进一步改进，补充纠正块的工作步骤如下：

15、a1、将t值超过安全阈值w的区域标记为t1，对应的t值为t1，将t1外侧的区域标记为t2，对应的t值为t2，且t1所在区域的海拔高于t2所在区域的海拔，且t2区域内的t2=t1*h，且h与t1与t2所在区域的海拔高度差正相关，h大于1，其中h为t1与t2区域高度差的影响因子；

16、a2、在以t值超过安全阈值的时刻为原点，前推第一时间段，查看第一时间段内t1、t2区域内是否发生火灾，若t1区域内发生火灾而t2区域内没有发生火灾，检查火灾对t1区域内地表岩石块的破坏程度，记为f，若岩石块表面出现裂缝，f大于0，且f与裂缝的裂开程度、裂开密度正相关，若岩石表面没有发生变形，f记为0，且t2区域内的t值修正为t2修=t1*h+f；

17、a3、若t2区域内发生火灾而t1区域内没有发生火灾，则t2区域内t值修正为的t2修=t1*h+2f。

18、作为本技术的更进一步改进，无人飞行器还能用于巡视火灾后泥石流监测预警的目标区域内的岩石块表面的裂缝情况，无人飞行器的表面安装有图像采集设备，图像采集设备用于拍摄岩石块表面的裂缝密度情况以及裂缝内有无植物生长。

19、作为本技术的更进一步改进，补充纠正块的工作步骤还包括有：

20、b1、t值在（0.9w，0.99w）区间内时，以t值所在时刻为原点，前推第二时间段，查看t值所在区域的降水情况和t值测定时最近一次降雨结束后的地表土层的流动性；

21、b2、若前第二时间段内发生过持续降水且地表降水量为l，前第二时间段内距离t值测定时最近一次降水结束至t值测定这一期间的地表水分蒸发量为m，若l不小于m，则t值测定时，a值为a测l/m，其中a测为测定t值时a的数值，若l大于m，则t值测定时，a值为a测m/l。

22、作为本技术的又一种改进，预警提示单元的工作步骤包括有：

23、步骤一：首先确定t1区域以及t1区域内发生泥石流后扩散流向的t2区域，对应启动布置在t1区域、t2区域内的立式报警器，并通过带有定位功能的移动终端锁定在位于t1区域、t2区域内的疏散确认端口；

24、步骤二：立式报警器工作时，根据t1区域和t2区域内t值的不同，进行不同级别的报警提示；

25、步骤三：立式报警按照设定的时间间隔周期性启动，在人群接收到立式报警器发出的需要疏散的报警提示后，通过疏散确认端口确认接收到疏散信号并进行疏散；

26、步骤四：立式报警器启动报警后，收集疏确认端口传送的数量，与泥石流监测预警的目标区域内疏散确认端口数量进行对比，定位仍旧未确认疏散确认的移动终端的所在位置，标记为巡视提醒单位；

27、步骤五：利用无人飞行器飞行至步骤四中的巡视提醒单位中，通过现场敲击门窗的方式来起到补充提醒效果。

28、作为本技术的又一种改进的补充，无人飞行器与疏散确认端口之间通过无线信号传输连接，且移动终端带有定位功能。

29、综上所述，本技术利用监测采集模块将监测目标区域内的地表降水、土层流动性、植被覆盖情况、地表岩石占据面积情况、坡度情况进行综合检测，以此作为数据分析块综合分析检测目标区域内泥石流危害程度，实现全面综合考虑，并通过补充纠正块，结合历史降水以及历史火灾情况，判断地表含水量以及岩石开裂情况，对数据分析块的分析结果进行纠正补充，使得纠正后的预警结果呈现阶梯性变化，进一步提升预警提示单元发出预警信号的可靠性，此外预警提示单元通过立式报警器所在区域，进行相应危险程度的报警提示，并通过无人飞行器、立式报警器和带有定位功能的移动终端的配合，提升疏散工作的全面性，避免疏散遗漏，侧面提升泥石流预警系统的预警疏散时的安全性。