【技术实现步骤摘要】
本申请涉及滑坡预警研究领域，具体涉及一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法与装置。
技术介绍
1、滑坡是指松散边坡岩土体受降雨、地震及自身重力等作用而表现出的骤然失稳现象。在重力与外力的共同作用下，边坡岩土体通过内部微滑移、破裂等过程发生潜在滑动面的孕育与贯通，并由于外部宏观变形而最终发生失稳破坏。长期以来，对危险边坡进行实时监测与时序分析，并根据监测指标的变化发生警示信号是滑坡预警的重要途径。近些年来，光学遥感及干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar，insar)等监测技术的快速发展为滑坡研究带来了革命性影响。其高精度、大范围的形变监测能力，以及非接触性和多源数据融合特性，使得研究人员能够准确捕捉边坡变形、追踪演变过程，并为预警系统提供精准数据，大幅提高了滑坡监测和研究的效率和可靠性。
2、但是，目前的滑坡预警技术只能针对单个监测点处的位移时序数据进行分析，极易受监测误差影响而出现险情误报，无法利用覆盖边坡全域的监测数据，也无法定量表征边坡变形场的时空演化行为。
3、因此，有必要设计一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，以克服上述问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法、装置、设备及计算机可读存储介质，可以解决相关技术中滑坡预警只能针对单个监测点处的位移时序数据进行分析，极易受监测误差影响而出现险情误报，无法利用覆盖边坡全域的监测数据，也无法定量表征边坡变形场时
2、第一方面，本申请实施例提供一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，包括：
3、根据边坡监测点的空间位置分布，构建监测点网络；
4、识别所述监测点网络中每个组件产生与消亡时的变形速度阈值，构建对应的持续图，所述组件是由所述监测点网络中若干节点通过边连接而成的局部最大连通子集；
5、计算相邻持续图之间的距离，根据所述距离量化边坡变形场的时空演化速率，并确定时空演化速率的曲线图；
6、判断所述曲线图是否存在转变点，根据判断结果发出预警信号。
7、一些实施例中，所述根据边坡监测点的空间位置分布，构建监测点网络，包括：
8、获取覆盖边坡全域的监测数据；
9、将每个监测点均作为网络中的一个节点；
10、将每个监测点周围一定范围内的其他监测点作为其邻居节点，在每个节点与其邻居节点之间添加一条连边，完成监测点网络构建。
11、一些实施例中，所述识别所述监测点网络中每个组件产生与消亡时的变形速度阈值，构建对应的持续图，包括：
12、选定监测点网络所有监测点处变形速率的最大值作为变形速率阈值；
13、选取监测点网络中变形速率大于该阈值的部分节点与边构造监测点子网络，并从所述监测点子网络中提取各个组件结构；
14、不断降低所述的变形速率阈值，并重复选取监测点网络中变形速率大于该阈值的部分节点与边构造监测点子网络，并从所述监测点子网络中提取各个组件结构；
15、记录的每个组件出现或消亡时对应的变形速率阈值，构建以组件出现时的变形速率阈值为y轴数据，消亡时的变形速率阈值为x轴数据的监测点网络持续图。
16、一些实施例中，所述计算相邻持续图之间的距离，根据所述距离量化边坡变形场的时空演化速率，并确定时空演化速率的曲线图，包括：
17、根据公式：
18、d(p,φ(p))＝max(|ηbirth,p-ηbirth,φ(p)|,|ηdeath,p-ηdeath,φ(p)|)
19、确定p点和φ(p)点间的距离d(p,φ(p))，其中ηbirth,p和ηdeath,p分别代表p点对应组件出现和消亡时的变形速率阈值，φ(p)代表p点通过映射φ在另一持续图pd′中的对应映射点；
20、根据公式：
21、
22、确定当前时刻边坡变形场的沃瑟斯坦距离增量wdδt,t，其中pd、pd′分别为相邻的两个组件持续图；p表示对持续图pd中所有的点进行遍历，δt表示两个持续图间的时间间隔，以天为单位；
23、根据公式：
24、wdt＝wdt-1+wdδt,t(pd,pd′)
25、得到当前时刻的总沃瑟斯坦距离wdt，其中wdt-1、wdt分别表示t和t-1时刻所求得的总沃瑟斯坦距离；
26、根据沃瑟斯坦距离量化边坡变形场的时空演化速率，确定时空演化速率的曲线图。
27、一些实施例中，所述判断所述曲线图是否存在转变点，根据判断结果发出预警信号，包括：
28、采用bernaola-galvan算法对所述时空演化速率的曲线图进行探测；
29、当所述时空演化速率的曲线图存在转变点时，发出预警信号；
30、当所述时空演化速率的曲线图不存在转变点时，不发出预警信号。
31、第二方面，本申请实施例提供了一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警装置，所述装置包括：
32、构建单元，其用于根据边坡监测点的空间位置分布，构建监测点网络，所述构建单元还用于识别所述监测点网络中每个组件产生与消亡时的变形速度阈值，构建对应的持续图，所述组件是由所述监测点网络中若干节点通过边连接而成的局部最大连通子集；
33、计算单元，其用于计算相邻持续图之间的距离，根据所述距离量化边坡变形场的时空演化速率，并确定时空演化速率的曲线图；
34、判断单元，其用于判断所述曲线图是否存在转变点，根据判断结果发出预警信号。
35、一些实施例中，所述构建单元用于：
36、获取覆盖边坡全域的监测数据；
37、将每个监测点均作为网络中的一个节点；
38、将每个监测点周围一定范围内的其他监测点作为其邻居节点，在每个节点与其邻居节点之间添加一条连边，完成监测点网络构建。
39、一些实施例中，所述构建单元还用于：
40、选定监测点网络所有监测点处变形速率的最大值作为变形速率阈值；
41、选取监测点网络中变形速率大于该阈值的部分节点与边构造监测点子网络，并从所述监测点子网络中提取各个组件结构；
42、不断降低所述的变形速率阈值，并重复选取监测点网络中变形速率大于该阈值的部分节点与边构造监测点子网络，并从所述监测点子网络中提取各个组件结构；
43、记录的每个组件出现或消亡时对应的变形速率阈值，构建以组件出现时的变形速率阈值为y轴数据，消亡时的变形速率阈值为x轴数据的监测点网络持续图。
44、第三方面，提供一种计算机设备包括：处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现第一方面任意一项所述的方法。
45、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述根据边坡监测点的空间位置分布，构建监测点网络，包括：
3.如权利要求2所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述识别所述监测点网络中每个组件产生与消亡时的变形速度阈值，构建对应的持续图，包括：
4.如权利要求3所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述计算相邻持续图之间的距离，根据所述距离量化边坡变形场的时空演化速率，并确定时空演化速率的曲线图，包括：
5.如权利要求4所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述判断所述曲线图是否存在转变点，根据判断结果发出预警信号，包括：
6.一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警装置，其特征在于，所述装置包括：
7.如权利要求6所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警装置，其特征在于，所述构建单元用于：
8.如权利要求7所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述根据边坡监测点的空间位置分布，构建监测点网络，包括：
3.如权利要求2所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述识别所述监测点网络中每个组件产生与消亡时的变形速度阈值，构建对应的持续图，包括：
4.如权利要求3所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述计算相邻持续图之间的距离，根据所述距离量化边坡变形场的时空演化速率，并确定时空演化速率的曲线图，包括：
5.如权利要求4所述的一种考虑边坡全域监测数据的滑坡预警方法，其特征在于，所述判断所述曲线图是否存在转变点，根据判断结...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅江洲，马刚，迟福东，郭承乾，曹学兴，周伟，刘小岩，常晓林，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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