CN108122376A - 一种地震监测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地震监测预警系统及方法，其中，系统包括：由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和地震监测预警平台；地面终端用于采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，并将采集到的数据发送至物联网卫星；物联网卫星用于接收地面终端所发送的数据，对数据进行存储，并在运行至地面中心上方时，将数据发送至地面中心；地面中心用于接收物联网卫星发送的数据，并将数据进行解析处理后发送至地震监测预警平台；地震监测预警平台用于接收数据，基于该数据和预存的地震判据进行判断是否有地震发生风险和/或进行震级预测。本发明所提供的系统和方法使用物联网星座进行数据的采集与传输，实现对地震远程实时监测及预警，具有无需地面网络覆盖保障，无需人员值守的积极效果。

Description

一种地震监测预警系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种地震监测预警系统及方法。

背景技术

地震是全球都无法避免的自然灾害，危害非常严重，给地震灾区的生态、经济等方面都造成了巨大的损失。地震的成因是地下几公里至数百公里的岩体突然发生破裂和错动，释放的能量以地震波的形式向四周辐射。地震波是一种机械波，具有一定的传播速度，地震发生后首先辐射的为无破坏性的纵波，而破坏性的横波由于传播速度相对较慢则会延后10秒至30秒到达地表，深入地下的传感器检测到纵波后回传，预警系统可在横波到达地面前10秒至30秒提示地震警报。现有技术中地震监测信息主要通过地面网络传输，但对于部分地面网络无法覆盖的偏远地区，建设地面网络的成本过高，且难度系数较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地震监测预警系统及方法，以便于对地震的发生进行预警。

第一方面，本发明实施例提供了一种地震监测预警系统，包括：

由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和地震监测预警平台；

所述地面终端用于采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，并将采集到的数据发送至物联网卫星；

所述物联网卫星用于接收所述地面终端所发送的数据，对所述数据进行存储，并在运行至所述地面中心上方时，将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面中心用于接收所述物联网卫星发送的所述数据，并将所述数据进行解析处理后发送至地震监测预警平台；

所述地震监测预警平台用于接收所述数据，基于所述数据和预存的地震判据进行判断是否有地震发生风险和/或进行震级预测。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述地震监测装置包括：振动传感器、加速度计和陀螺仪中的任意一种或多种。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述物联网卫星上设置有数据采集系统DCS载荷。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述地面终端包括：DCS终端。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述地震监测装置还连接有定位部件，用于采集地震监测点的地理位置信息；

所述地面终端还用于采集所述地理位置信息，将所述地理位置信息上传至所述物联网卫星。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述物联网卫星还用于将所述地震监测点的地理位置信息发送至地震监测预警平台；

所述地震监测预警平台还用于：在判断有地震风险时，发送预警提示信息以及发生地震的地理位置信息至用户终端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述地震监测预警平台，还用于执行以下操作：

所述地震监测预警平台，还用于执行以下操作：

存储所述数据；

基于存储的历史数据进行修正所述地震判据；

绘制地震灾情时间分布图和地域分布图。

第二方面，本发明实施例还提供了一种地震监测预警系统中数据采集传输的方法，包括：

位于被监控区域的地面终端采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，将所述数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收所述数据以后，所述物联网卫星对所述数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面中心接收所述数据，通过地面网络将所述各类数据发送至地震监测预警平台。

本发明实施例提供的一种地震监测预警系统及方法，其中，该系统中包含了由多个物联网卫星组成的星座、地面中心、地面终端和地震监测预警平台，其中，地面终端用于进行数据采集，并将采集到的数据发送至物联网卫星，进一步由该物联网卫星将该数据发送至地面中心，地面中心接受该数据以后，通过地面网络将该数据发送至地震监测预警平台，进一步的地震监测预警平台基于接收到的数据进行判断是否有发生地震的风险和/或进行震级判断。本发明实施例中所提供的一种地震监测预警系统，利用物联网卫星进行数据的传输，能够有效地解决现有技术中因为地面网络无法覆盖的偏远地区的地震监测数据传输问题，进而能够实现对地震进行实时监测及有效地预警。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一个实施例所提供的一种地震监测预警系统的结构示意图；

图2示出了本发明另一个实施例所提供的一种地震监测预警系统中的数据采集传输的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中，由于地面网络难以覆盖偏远地区，进而导致无法对地震进行有效地预警；基于此，本发明实施例中提供了一种地震监测预警系统及方法，下面通过实施例进行描述。

本发明的一个实施例中提供了一种地震监测预警系统，参照图1所示，该系统包括：由多个物联网卫星101组成的物联网星座、地面中心103、地面终端102和地震监测预警平台104；

上述地面终端102用于进行采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，并将采集到的数据发送至物联网卫星101；上述的地面终端102可以是将所述数据每间隔预设时间进行上传至物联网卫星101。

上述的地震监测装置可以是包括：振动传感器、加速度计和陀螺仪中的任意一种或多种；其中振动传感器用于检测地壳的震动，加速度计用于检测地壳震动的加速度，陀螺仪用于检测地壳震动的角速度。

上述的地面终端102通过广播的方式，在物联网卫星101移动至地面终端102的上方时，将采集的地震监测装置所检测的地壳运动数据上传至物联网卫星101。

在具体实施时，工作人员首先进行选取地震监测区域，在该地震监测区域内设置多个地震监测点，在每个地震监测点进行布置地震监测装置，该地震监测装置与地面终端102相连接；优选地，每间隔特定的距离进行选取地震监测点，例如，每隔10km确定一个地震监测点，地震监测点不少于6个，组成地震监测网；或者同时在地面以下设置地震监测点，例如，分层置于地下，每隔10km放置一个，形成一种矩阵式、立体的多级别地震监测网；以提高监测的全面性和准确性。

上述的地震监测装置还连接有定位部件，用于获取地震监测点的地理位置信息；进而地面终端102还用于采集地震监测点的地理位置信息，并将该地震监测点的地理位置信息发送至物联网卫星101。

上述的物联网卫星101用于接收上述地面终端102所发送的数据，并将所述数据发送至地面中心103；该地面中心103为地面卫星通信站；具体的，物联网卫星101在移动至地面中心103上方时，将数据发送至地面中心103，该数据包括地震监测装置所检测的地壳运动数据和该地震监测装置所处的地震监测点的地理位置信息。

上述地面中心103用于接收物联网卫星101发送的所述数据，并将所述数据进行解析处理后发送至地震监测预警平台104；

上述地震监测预警平台104用于接收所述数据，基于所述数据进行判断是否有地震发生风险和/或进行震级预测。

上述的物联网星座是由多颗物联网卫星101在轨组网构成的，优选地，该星座采用Walker布局，在该布局下，卫星轨道是圆形轨道，各轨道平面平均分布，而且轨道平面中的卫星均匀分布时的星座排布，可实现全球覆盖。

在一可能的实施例中，上述的物联网卫星上设置有数据采集系统DCS载荷；用于对通用数据进行采集；相应的上述的地面终端包括：DCS终端，该DCS终端为通用终端，可根据地震监测的具体应用场景定制，提供标准化接口。

上述地震监测预警平台用于对被监控区域进行远程监控，基于地震监测装置所检测到的数据进行判断是否有地震发生风险和/或进行震级预测；具体的，基于接收到的数据进行确定被监控区域的地壳变化情况、地壳振动的传导方向、地壳的破坏程度以及振动增强或减弱的动态趋势，并最终得到分析报告；该地震监测预警平台也可以是地震预警服务器，该地震预警服务器能够与管理人员所使用的终端设备进行数据交互，将得到的分析报告发送至管理人员所使用的终端设备。

上述地震监测预警平台还用于，在基于接收到的数据判断有地震发生风险或者发生地震时，发送预警提示信息以及发生地震的地理位置信息至管理人员所使用的终端设备，该终端设备可以是手机、电脑等移动终端设备。

具体的，上述的地震监测预警平台接收到数据以后，对该数据进行存储；上述的地震监测预警平台还用于基于存储的历史数据进行修正地震判据；例如，该地震判据包括：地震发生的条件，比如该条件可以是包括：地壳发生振动，且震动的加速度和角速度均超过了预定值；地震监测预警平台基于数据的积累可以对该预定值进行修正，进而提高判断的准确性。再例如，该地震判据包括进行计算地震发生可能性的量化值的模型，例如模型可以是神经网络模型，地震监测预警平台根据历史数据的积累对该模型进行更新，使模型更加真实，进而也可以提高判断的准确性。

进一步的，上述的地震监测预警平台，还用于基于其接收到的数据进行绘制地震灾情时间分布图和地域分布图，并输出该地震灾情时间分布图和地域分布图给平台用户，为灾情统计和防控提供依据；该地震监测预警平台也可以对地震易发地带进行标注，提示相关工作人员进行重点监护。

上述实施例中所提供的系统使用物联网星座进行地壳运动数据的采集与传输，具有无需地面网络覆盖保障，无需人员值守，即能够实现对地震远程实时监测及预警的积极效果。

本发明的另一个实施例中提供了一种地震监测预警系统中数据采集传输方法，参照图2所示的实施例，该方法包括如下步骤：

S201、位于被监控区域的地面终端采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，将所述各类数据上传至物联网卫星；

上述的地面终端采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，将所述各类数据每间隔预设时间进行上传至物联网卫星。

上述的地面终端通过广播的方式，在物联网卫星移动至地面终端的上方时，将采集的各类数据通过电磁波上传至物联网卫星。

S202、所述物联网卫星接收所述数据以后，所述物联网卫星对所述各类数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述各类数据发送至所述地面中心；

S203、所述地面中心接收所述数据，通过地面网络将所述数据发送至地震监测预警平台。

本方法中通过使用物联网卫星组成的星座进行地震监测预警系统中数据的采集与传输，具有覆盖面广的优点，解决了地面网络无法覆盖区域的数据传输问题，能够实现对地震进行有效预警。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种地震监测预警系统，其特征在于，包括：由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心、地面终端和地震监测预警平台；

所述地面终端用于采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，并将采集到的数据发送至物联网卫星；

所述物联网卫星用于接收所述地面终端所发送的数据，对所述数据进行存储，并在运行至所述地面中心上方时，将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面中心用于接收所述物联网卫星发送的所述数据，并将所述数据进行解析处理后发送至地震监测预警平台；

所述地震监测预警平台用于接收所述数据，基于所述数据和预存的地震判据进行判断是否有地震发生风险和/或进行震级预测。

2.根据权利要求1所述的地震监测预警系统，其特征在于，所述地震监测装置包括：振动传感器、加速度计和陀螺仪中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的地震监测预警系统，其特征在于，所述物联网卫星上设置有数据采集系统DCS载荷。

4.根据权利要求3所述的地震监测预警系统，其特征在于，所述地面终端包括：DCS终端。

5.根据权利要求2所述的地震监测预警系统，其特征在于，所述地震监测装置还连接有定位部件，用于获取地震监测点的地理位置信息；

所述地面终端还用于采集所述地理位置信息，将所述地理位置信息上传至所述物联网卫星。

6.根据权利要求5所述的地震监测预警系统，其特征在于，所述物联网卫星还用于将所述地震监测点的地理位置信息发送至地震监测预警平台；

所述地震监测预警平台还用于：在判断有地震风险时，发送预警提示信息以及发生地震的地理位置信息至用户终端。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地震监测预警平台，还用于执行以下操作：

存储所述数据；

基于存储的历史数据进行修正所述地震判据；

绘制地震灾情时间分布图和地域分布图。

8.一种地震监测预警系统中数据采集传输的方法，其特征在于，包括：

位于被监控区域的地面终端采集地震监测装置所检测的地壳运动数据，将所述数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收所述数据以后，所述物联网卫星对所述数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面中心接收所述数据，通过地面网络将所述各类数据发送至地震监测预警平台。