本发明涉及一种泥石流监测预报预警方法和系统，属于泥石流预警。
背景技术：
1、泥石流是山区小流域水土物质快速输移过程，爆发突然，破坏力强，往往造成毁灭性灾害。活跃的地质构造、巨大的地形高差、季风气候带来的丰沛降雨、密集的人口分布和高强度的人类活动影响等因素的组合与叠加，使得泥石流广泛发育于约占中国陆地面积2/3的山地，频繁成灾。
2、现有的泥石流监测预警的方法是在山区建立简易的勘测点，采用简易的勘测方法，即主要依靠人工勘测雨量及泥石流发生后的预警，监测预测的智能程度较低且难以保证预警准确性。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是，克服现有技术缺陷，提供一种泥石流监测预报预警方法和系统，不需要人工勘测雨量，且能够在山洪泥石流发生之前进行预警，监测智能程度高且能够保证预警准确性。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、第一方面，本发明提供一种泥石流监测预报预警方法，包括以下步骤：
4、采集监测区域的环境湿度和土壤内部压力，以及获取监测区域的实时卫星云图、年平均降雨量和地质数据；
5、提取实时卫星云图中的积雨云数量，根据积雨云数量和年平均降雨量计算得到预测雨量，再根据预测雨量和环境湿度计算得到监测区域的土壤湿度；
6、根据土壤内部压力和地质数据计算得到土壤重度；
7、根据土壤重度、土壤湿度和预测雨量计算得到泥石流预测概率，当泥石流预测概率大于预设的泥石流发生阈值时，根据地质数据计算得到预测泥石流流速；
8、将预测泥石流流速与监测区域历史最大径流速进行对比，根据对比结果不同发出不同预警信息。
9、所述根据积雨云数量和年平均降雨量计算得到预测雨量采用雨量预测公式，具体为：
10、，
11、其中r为预测雨量，s为规定时间内的上方的积雨云层数量，rt为监测区域的年平均降雨量。
12、所述再根据预测雨量和环境湿度计算得到监测区域的土壤湿度采用湿润度计算公式，具体为：
13、，其中c为土壤湿度，p为环境湿度。
14、所述根据土壤内部压力和地质数据计算得到土壤重度采用土壤重度计算公式，具体为：
15、，
16、其中为土壤重度，k为土壤内部压力，ic为监测区域的坡降，g为重力加速度常量，h为泥石流沟床糙率。
17、所述根据土壤重度、土壤湿度和预测雨量计算得到泥石流预测概率采用泥石流预测公式，具体为：
18、，
19、其中f为泥石流预测概率，为环境因子。
20、所述根据地质数据计算得到预测泥石流流速采用泥石流分析公式，具体为：
21、，
22、其中vc为泥石流预测流速，h为监测区域的平均半径，ic为纵降比，为水的重度，为山洪流量系数。
23、所述环境因子的计算方式如下：
24、，
25、其中p为监测区域流域周长，a为监测区域流流域面积，ic为坡床纵比降，c为土壤湿度。
26、泥石流发生阈值的计算方式如下：
27、，
28、其中qp为监测区域历史最大安全排泄流量，wc为监测区域历史最大径流速，b为监测区域断面的宽度。
29、当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速0.85倍且不超过1.1倍时，判断警报等级为三级，当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速1.1倍以上且不超过1.3倍时，判断警报等级为二级，当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速1.3倍以及以上时，判断警报等级为一级。
30、第二方面，本发明提供一种泥石流监测预报预警系统，包括云服务器、数据采集模块和信号传输塔，所述云服务器内设置有监测预报模块，所述监测预报模块包括数据处理单元、检测预警单元和预警单元，所述数据处理单元用于获取监测区域的实时卫星云图、年平均降雨量和地质数据，并从实时卫星云图中提取实时卫星云图中的积雨云数量，以及接收所述监数据采集模块发送的环境湿度和土壤内部压力，然后依次根据积雨云数量和年平均降雨量计算得到预测雨量，再根据预测雨量和环境湿度计算得到监测区域的土壤湿度，最后根据土壤内部压力和地质数据计算得到土壤重度；所述检测预警单元用于根据所述数据处理单元发送的土壤重度、土壤湿度和预测雨量计算得到泥石流预测概率，并将泥石流概率与泥石流发生阈值进行比较来判断泥石流预测概率，当泥石流概率大于泥石流发生阈值时，计算得到预测泥石流流速；所述预警单元用于接收所述检测预警单元发送的预测泥石流流速，并将预测泥石流流速与监测区域历史最大径流速进行对比，根据对比结果不同向所述信号传输塔发出不同预警信息。
31、本发明的有益效果：本发明提供一种泥石流监测预报预警方法和系统，采集监测区域的环境湿度和土壤内部压力，以及获取监测区域的实时卫星云图、年平均降雨量和地质数据，能够通过上述数据进行计算来自动得到泥石流预测概率和出预测泥石流流速，以及后续针对不同预测泥石流流速发出不同预警信息，整个过程不需要人工勘测雨量，且能够在山洪泥石流发生之前进行预警，监测智能程度高且能够保证预警准确性。
1.一种泥石流监测预报预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：所述根据积雨云数量和年平均降雨量计算得到预测雨量采用雨量预测公式，具体为：
3.根据权利要求2所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：所述再根据预测雨量和环境湿度计算得到监测区域的土壤湿度采用湿润度计算公式，具体为：
4.根据权利要求3所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：所述根据土壤内部压力和地质数据计算得到土壤重度采用土壤重度计算公式，具体为：
5.根据权利要求4所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：所述根据土壤重度、土壤湿度和预测雨量计算得到泥石流预测概率采用泥石流预测公式，具体为：
6.根据权利要求5所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：所述根据地质数据计算得到预测泥石流流速采用泥石流分析公式，具体为：
7.根据权利要求6所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：泥石流发生阈值的计算方式如下：
9.根据权利要求8所述的泥石流监测预报预警方法，其特征在于：当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速0.85倍且不超过1.1倍时，判断警报等级为三级，当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速1.1倍以上且不超过1.3倍时，判断警报等级为二级，当预测泥石流流速超过监测区域历史最大径流速1.3倍以及以上时，判断警报等级为一级。
10.一种泥石流监测预报预警系统，其特征在于：包括云服务器（1）、数据采集模块（2）和信号传输塔（3），所述云服务器（1）内设置有监测预报模块（4），所述监测预报模块（4）包括数据处理单元（5）、检测预警单元（6）和预警单元（7），所述数据处理单元（5）用于获取监测区域的实时卫星云图、年平均降雨量和地质数据，并从实时卫星云图中提取实时卫星云图中的积雨云数量，以及接收所述监数据采集模块（2）发送的环境湿度和土壤内部压力，然后依次根据积雨云数量和年平均降雨量计算得到预测雨量，再根据预测雨量和环境湿度计算得到监测区域的土壤湿度，最后根据土壤内部压力和地质数据计算得到土壤重度；所述检测预警单元（6）用于根据所述数据处理单元（5）发送的土壤重度、土壤湿度和预测雨量计算得到泥石流预测概率，并将泥石流概率与泥石流发生阈值进行比较来判断泥石流预测概率，当泥石流概率大于泥石流发生阈值时，计算得到预测泥石流流速；所述预警单元（7）用于接收所述检测预警单元（6）发送的预测泥石流流速，并将预测泥石流流速与监测区域历史最大径流速进行对比，根据对比结果不同向所述信号传输塔（3）发出不同预警信息。
