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专利号: 2024104309003
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、采集洪涝灾害事件对应的文字、图片、音频和视频数据并预处理,形成洪涝灾害多模态数据库并配置在预定装置中;

步骤S2、调取洪涝灾害多模态数据,构建并采用多模态网络模块进行处理,获得灾害信息传播时空动态图;

步骤S3、读取并分析灾害信息传播时空动态图,获取洪涝灾害的至少两个维度的信息质量数据,并计算信息质量指数;

步骤S4、判断信息质量指数是否超出阈值,若超出,调取该洪涝灾害信息的传播链,根据当前场景给出建议方案,并发送至预定终端;

步骤S1进一步为:

步骤S11、从预配置的数据库中调取研究区域的基础信息,所述基础信息包括数字高程模型、区域行政区划范围、交通数据和建筑数据;

步骤S12、按照预设的频率从至少两个渠道采集洪涝灾害的多模态洪涝灾害信息,获取洪涝灾害内容;

步骤S13、采用预先构建的多通道CNN‑attention网络模块对多模态洪涝灾害信息进行预处理;所述多通道CNN‑attention网络模块包括用于处理文本信息的TextCNN通道、用于处理图片信息的VGG通道、用于处理音频信息的WaveNet通道、以及用于处理视频信息的C3D通道;

步骤S14、根据预配置的数据库的特点,将预处理后的多模态洪涝灾害信息存储于数据库中,并对数据库进行整合、清洗和转换操作。

2.如权利要求1所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S2进一步为:步骤S21、在每个时间段内,响应用户输入的指令,调用数据库中预定数量的多模态洪涝灾害信息;

步骤S22、基于预定数量的多模态洪涝灾害信息构建初级图;

步骤S23、调用初级图并从初级图中提取至少一个骨架树,在骨架树上进行洪涝灾害传播,获得灾害信息传播图,然后从骨架树中提取至少一个树干,基于树干对洪涝灾害传播图进行压缩;

步骤S24、获取至少两个工作时间段内的压缩后的洪涝灾害传播图,构建洪涝灾害传播时空图。

3.如权利要求2所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S3进一步包括:步骤S31、根据预配置的参数,从洪涝灾害传播时空图中提取至少两个洪涝灾害时空子图;

步骤S32、将洪涝灾害时空子图进行分类,将每类洪涝灾害时空子图及对应的树干组合成数据集;

步骤S33、构建至少包括两个评价维度在内的信息质量计算单元,针对每类洪涝灾害时空子图计算信息质量指数并输出。

4.如权利要求3所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S4进一步包括:步骤S41、逐一判断每个洪涝灾害时空子图的信息质量指数是否高于第一阈值,若高于,提取洪涝灾害时空子图中每个节点的信息质量数据,并计算相邻节点的信息质量变化量,形成洪涝灾害信息的传播链,并转发给各个节点的用户终端;

步骤S42、逐一判断每个洪涝灾害时空子图的信息质量指数是否低于第二阈值,若低于,获取洪涝灾害时空子图中每个节点的洪涝灾害事件信息以及信息质量数据,判断是否属于低质量信息,若是,则将相关提示信息发送到各个节点。

5.如权利要求4所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,还包括步骤S5、获取每类洪涝灾害时空子图的数据,并基于预训练的LSTM预测模型对洪涝灾害时空子图中的每个传播链条的信息质量指数进行预测,根据历史数据和当前数据,预测未来预定时间段内的信息质量指数变化趋势和波动范围,并输出信息质量指数,以供决策模块提前发出提示信息。

6.如权利要求5所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S23中,提取至少一个骨架树的过程进一步为:步骤S231、初始化一个空的骨架树,将初级图中的所有节点加入到骨架树中,但不加入任何边;

步骤S232、将初级图中的所有边按照权重从小到大排序,得到边列表;

步骤S233、从边列表中依次取出边,判断该边是否会在骨架树中形成环,若不会,则将该边加入到骨架树中,否则跳过该边;重复该步骤,直到骨架树中的边的数量等于节点的数量减一,或者边的列表为空为止;

步骤S234、输出骨架树。

7.如权利要求5所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S23中,从骨架树中提取至少一个树干的过程进一步为:步骤S23a、初始化一个空的树干,将骨架树中的任意一个叶子节点作为树干的起点,将其加入到树干中;

步骤S23b、初始化一个动态规划的数组,用于存储从树干的起点到每个节点的最大权重路径的权重之和,以及该路径的上一个节点;将树干的起点的权重设为零,将其上一个节点设为空,将其他节点的权重设为负无穷,将其上一个节点设为空;

步骤S23c、从树干的起点开始,进行深度优先搜索,遍历骨架树中的所有节点,对于每个节点,更新其权重和上一个节点,即如果从树干的起点到该节点的路径的权重之和大于当前的权重,则将当前的权重替换为该路径的权重之和,将当前的上一个节点替换为该路径的上一个节点;

步骤S23d、从骨架树中的另一个叶子节点作为树干的终点,将其加入到树干中,然后根据动态规划的数组,从终点开始,依次找到其上一个节点,直到找到起点为止,将这些节点都加入到树干中,得到一个完整的树干;

步骤S23e、输出树干。

8.如权利要求5所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S31进一步为:步骤S311、计算洪涝灾害传播时空图中每个节点的节点度,并降序排列;

步骤S312、提取节点度超出预设阈值的节点作为中心节点,通过边收缩操作删除各中心节点之间节点和边,获得至少两个洪涝灾害时空子图。

9.如权利要求5所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法,其特征在于,所述步骤S41进一步为:针对每个洪涝灾害时空子图,构建时间维度、空间维度、传播链维度和降水信息维度的信息质量计算公式,并通过线性组合获得信息质量指数评价公式。

10. 用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对系统,其特征在于,包括:至少一个处理器;以及

与至少一个所述处理器通信连接的存储器;其中,

所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令,所述指令用于被所述处理器执行以实现权利要求1至9任一项所述的用于数字化城市治理的智能洪涝预警应对方法。