[发明专利]基于数据分析的水土流失动态监测预警系统及方法

说明书

本发明涉及监测预警技术领域，具体为基于数据分析的水土流失动态监测预警系统及方法，水土流失状况预警模块根据待测区域中不同矩形区域在第一单位时间t中各个时间点对应的土壤流失速率的预测结果，计算待测区域中所有矩形区域在第一单位时间t中的土壤流失总量，并根据所得土壤流失总量判断是否需要对测区域内的水土流失情况进行预警。本发明通过获取待测区域的实际地形、土壤情况及植被覆盖情况，结合后续天气预报信息中的单位时间内的降水情况，分析不同时间对应的降水速率、土壤水量吸收速率上限及土壤含水量之间的关系，能够对待测区域在单位时间内的水土流失情况进行预测，通过分析预测结果是否异常，进而达到提前预警的目的。

技术领域

本发明涉及监测预警技术领域，具体为基于数据分析的水土流失动态监测预警系统及方法。

背景技术

水土流失主要包括两方面因素：自然因素及人为因素，自然因素主要包括地形、降雨、土壤以及植被四个方面，人为因素则是人类对土地的不合理使用方式；水土流失会使水土资源和土地生产力遭到破坏，进而导致耕地面积减少、土壤肥力下降、作物产量降低等情况。

因此，人们需要对土壤的水土流失情况进行监测，针对异常的监测结果进行预警，提醒人们对监测结果异常区域内的水土流失情况进行治理；现有的水土流失动态监测预警系统技术中，只是单纯的通过卫星遥感进行水土流失监测和通过人工定期实地测量的方式来进行水土流失监测，但是该方式在一定程度上存在缺陷，监测结果均是通过实际采集数据获取的，反映的均是待测区域中实际发生的情况，无法根据待测区域的实际地形及土壤情况，结合后续天气预报信息，对待测区域内的水土流失情况进行预测，进而达到提前预警的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供基于数据分析的水土流失动态监测预警系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于数据分析的水土流失动态监测预警方法，所述方法包括以下步骤：

S1、根据待测区域在天气预报中，基于当前时间的后续第一单位时间t内的降水情况，分析待测区域后续第一单位时间t内降水速率VS与时间t1的关系，记为VS=G（t1），0≤t1≤t；

S2、将待测区域划分成大小相等的多个矩形区域，并对矩形区域进行编号，获取数据库中不同编号的矩形区域对应的土壤质地，结合数据库中最近一次通过传感器获取的相应编号的矩形区域对应的土壤含水量，获取相应编号的矩形区域在当前时间对应的土壤水量吸收速率上限值，数据库中各个编号对应矩形区域中的土壤含水量每隔第二单位时间t2更新一次；

S3、分析待测区域内每个编号对应矩形区域在第一单位时间t中不同时间点的土壤水量吸收速率；

S4、结合S1及S3中的分析结果，预测待测区域内每个编号对应矩形区域在第一单位时间t中不同时间点的土壤水量溢散速率，并结合数据库中不同编号的矩形区域对应的边坡坡度、土壤质地及植被覆盖率，预测待测区域中不同矩形区域在第一单位时间t中各个时间点对应的土壤流失速率，

将待测区域内编号为k的矩形区域在第一单位时间t中时间t1对应土壤水量溢散速率的预测值，记为YSk_t1；

S5、根据待测区域中不同矩形区域在第一单位时间t中各个时间点对应的土壤流失速率的预测结果，计算待测区域中所有矩形区域在第一单位时间t中的土壤流失总量，

将所得土壤流失总量与第一警戒阈值进行比较，所述第一警戒阈值为数据库中预置的常数，

当所得土壤流失总量大于等于第一警戒阈值时，则判定待测区域内的水土流失情况严重，立即向管理员进行预警，提醒管理员对待测区域的水土流失情况进行治理；

当所得土壤流失总量小于第一警戒阈值时，则判定待测区域内的水土流失情况在误差容忍范围内，不需要向管理员进行预警。