本发明公开了一种用于冻土区公路的一体化监测预警系统及其应用方法，该一体化监测预警系统包括：光学遥感数据采集模块，用于得到光学遥感数据；雷达数据采集模块，用于得到雷达数据；微波遥感数据采集模块，用于得到微波遥感数据；无人机数据采集模块，用于得到无人机数据；小型监测站数据采集模块，用于得到微观监测数据；监测数据云平台，用于存储所述光学遥感数据、所述雷达数据、所述微波遥感数据、所述无人机数据和所述微观监测数据；数据分析模块，用于对监测数据云平台存储的数据进行数据分析；异常监测模块，用于根据所述数据分析模块的分析结果确定异常信息，根据所述异常信息进行报警操作。