多灾种监测预警

IMPACT-Alert

多灾种监测预警平台

面向降雨型滑坡、泥石流、冰岩崩和溃决洪水等山地灾害,融合降雨、形变与地震动信号,形成从风险识别到事件触发的分级预警链路。

降雨强度-历时阈值 变形阶段识别 STA/LTA 信号触发 多台站到时差定位 地震动灾种识别
01

降雨阈值预警

将降雨历时与平均雨强映射到阈值空间,识别降雨过程所处的风险分区。

降雨强度-历时阈值空间
02

变形阈值预警

从位移和速度曲线中识别平静、加速、触发和事件后稳定等阶段。

位移、速度与阶段识别
03

地震动信号预警

通过短窗与长窗能量对比,捕捉突发地震动信号并触发事件识别。

波形流与长短窗触发
04

地震动灾害定位

由台站依次感知地震动信号,利用首达时间差快速反演灾害发生的位置。

多台站到时差与位置反演
05

地震动灾种识别

连续接收信号、滚动分析时频特征,逐段展示山地灾害类型的智能识别方法。

时频特征与灾种判定

案例 01 / 方法 01

降雨阈值预警

三条 ID 阈值曲线将平面划分为四个风险空间,历史事件与当前降雨过程共同展示降雨触发风险的演化。

强度-历时阈值空间 案例数据
历史事件 关注阈值 警戒阈值 紧急阈值 当前过程

案例 02 / 方法 02

变形阈值预警

监测序列从平静期开始,随后进入加速变形与事件触发,最后回到事件后稳定阶段。

位移 / 速度 案例数据

案例 03 / 方法 03

地震动信号预警

波形从背景扰动开始,进入事件主波和衰减尾波;短窗 STA、长窗 LTA 与比值曲线同步展示触发过程。

波形 / STA-LTA 案例数据

案例 04 / 方法 04

基于地震动信号的灾害快速定位方法

地震动从灾害源向外传播,台站依次感知信号,再根据首达时间差反演灾害位置。

传播 / 定位示意正向传播
灾害源待接收台站已接收台站台站回溯圈到时差约束
地震动正向传播与反向定位示意图随机灾害点向六个台站传播信号,已接收台站变红;随后自动切换到台站回溯与到时差定位。
0.0 / — s

随机源点 · 模拟台站与合成信号 · 二维均匀波速 1.8 km/s。回溯用于解释定位原理,候选色带不代表统计置信区间;回溯圈与台站色条一一对应。

案例 05 / 方法 05

基于地震动的山地灾害类型智能识别

连续接收地震动信号,滚动提取时频特征,依次识别每段事件对应的灾害类型。

连续信号 / 滚动时频分析模拟数据
地震动波形归一化振幅 · 横轴:时间 / s
时频特征图纵轴:频率 / Hz · 颜色:谱功率 / dB

模拟数据 / 示意结果 · 四类事件随机排列,约 24 秒加速回放 · 时频图由已接收信号计算 · 分段与分类概率为预设值,未运行真实识别模型。

信号与时频图如何对应

波形和时频图的横坐标均为连续记录时间,时频图纵坐标为频率。收到新样本后,以 256 点 Hann 窗、64 点步长计算短时傅里叶变换(采样率 128 Hz,频率分辨率 0.5 Hz)。完整的 2 秒数据窗到达后才绘制对应谱列,列位置为窗口中心,因此谱图相对接收前沿存在约 1 秒的正常延迟。

四类事件采用不同的合成包络、撞击波包和频带噪声,每段振幅独立归一化,不用于比较灾害规模。色标为统一参考的谱功率(10 log₁₀(|FFT|²/N²),−70 至 −10 dB,超出范围截断显示),不代表仪器标定的物理能量。右侧持续时间采用事件内累计能量 5%–95% 区间,主要频率采用 0–40 Hz 内累计谱能量 5%–95% 区间;分类概率独立预设。上方定时、定位为平台链路说明。

综合流程

从多源信号到分级响应

IMPACT-Alert 将监测信号、处理方法、触发判据与响应建议组织为清晰链路, 支撑山地灾害场景下的快速研判。

  1. 01多源监测
  2. 02信号处理
  3. 03预警判据
  4. 04风险分级
  5. 05响应建议