CN112666632A - 一种气象防灾减灾大数据监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气象检测技术领域，尤其是一种气象防灾减灾大数据监测系统，该系统包括数据采集系统、信号发射系统、存储系统、分析系统；所述数据采集系统包括地下数据采集系统、地表数据采集系统、低空数据采集系统、宇宙空间数据采集系统；本发明根据灾情发生影响因素的土壤地势情况、空域环境情况针对性的布置大数据监测系统，使得系统采集的数据详实全面，而且针对不同的地域灾情，并不是同时启用所有系统。而是先用地表地下数据采集的信息和卫星遥感信息分析具体情况，再针对性的使用不同数据采集系统，既能高效完成数据采集，又能集约化，节省资源，高效监测预报气象灾害信息。
Description
技术领域
本发明涉及气象监测技术领域，尤其是一种气象防灾减灾大数据 监测系统。
背景技术
随着云计算、超算、卫星遥感技术的飞速发展，在气象监测中可以使用的技术手段越来越多，但是当前技术中整合现有技术资源进行较为全面的技术数据采集的气象监测系统较为缺乏，尤其是大环境大数据、与局部微环境大数据的分析结合的系统平台缺少研究，导致现有高新技术与气象监测的配合度不高，气象监测的精准度还有待加强。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种气象防灾减灾 大数据监测系统，以精准预报气象信息，对于特殊区域可以进行针对 性的气象预报，该系统包括数据采集系统、信号发射系统、存储系统、 分析系统；
所述数据采集系统包括地下数据采集系统、地表数据采集系统、 低空数据采集系统、宇宙空间数据采集系统；
所述地下数据采集系统由气象局根据地域特点布置，主要包括土 壤水分检测系统、土壤ph检测系统、土壤岩层检测系统；所述土壤水 分检测系统由处于土壤表层以下1-5cm、15-25cm、35-55cm深处的土 壤水分传感器组成，所述土壤ph检测系统由处于土壤表层以下1-3cm、 10-13cm、20-23cm的土壤酸碱传感器组成；
所述地表数据采集系统为气象站，由空气水分传感器、空气温度 传感器、PM2.5传感器、风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射 传感器、光合有效辐射传感器、高能射线传感器组成；
所述低空数据采集系统包括热气球监测系统、飞行器监测系统； 所述热气球监测系统由热气球搭载传感器沿固定路线巡航监测或者 高空定点监测；所述飞行器监测系统包括无人机监测系统和载人飞机 监测系统；所述无人机监测系统由无人机搭载传感器采集数据，主要 采集低空高危空域；所述低空高危空域为湍急河流上空、狭窄河谷山 谷、岩洞、具有放射性高污染空域；所述载人飞机监测系统由直升机 或固定翼飞机搭载传感器组成，主要补充热气球监测系统、飞行器监 测系统空缺区域，采集数据的同时为热气球监测系统、飞行器监测系 统提供信号或发布指令；所述热气球、无人机、直升机、固定翼飞机 搭载的传感器为空气水分传感器、空气温度传感器、PM2.5传感器、 风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射传感器、光合有效辐射传 感器、高能射线传感器中的一种或多种；
进一步的，所述宇宙空间数据采集系统包括低轨道卫星、高轨道 卫星组成，所述低轨道卫星数量为30-50颗，所述高轨道卫星数量为 5-10颗。
进一步的，所述信号发射系统包括低频信号发生器、高频信号 发生器、微波信号发生器中的一种或多种。
进一步的，所述存储系统为云存储，即在线存储系统。
进一步的，所述分析系统为超级计算机。
进一步的，所述数据采集系统将采集的数据通过信号发射系统分 析系统，分析系统根据采集的数据逐一比对，将有分析价值的数据发 到存储系统保存，对有价值的数据建模计算出未来24小时的气象信 息，根据气象级别分派数据采集系统进一步验证数据信息，并发布气 象公告。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
本发明根据灾情发生影响因素的土壤地势情况、空域环境情况针 对性的布置大数据监测系统，使得系统采集的数据详实全面，而且针 对不同的地域灾情，并不是同时启用所有系统。而是先用地表地下数 据采集的信息和卫星遥感信息分析具体情况，再针对性的使用不同数 据采集系统，既能高效完成数据采集，又能集约化，节省资源，高效 监测气象灾害信息。
本发明充分使用了国家完备的卫星遥感资源，通过使用高低轨道 卫星数据，有效监测宇宙环境中的小星体、高能粒子流、太阳风等因 素，对于其在地球大气层中的活动作出精准的分析，结合地表地下、 高低空数据，更为完整的数据建立的气象预报模型，可以在气象灾害 的未来发展作出精准预报、对于现在的气象灾害作出实时准确的分 析，而且灵活的飞行器监测系统可以对特别的地域空域如涵洞、山谷 这些人员难以到达、地势产生屏蔽的地方进行精准的数据采集，减少 数据盲区，最大化做到全方位的气象灾害预报评估，而且整个监测系 统依托云计算技术、超级计算机，得到的数据模型精准度高适用性广， 对于气象防灾减灾有重要意义。
附图说明
图1为山谷间本发明检测系统的数据采集系统分布图示。
图中，1-地球；2-山丘；3-地下数据采集系统；4-热气球监测系 统；5-高轨道卫星；6-地表数据采集系统；7-无人机监测系统；8-载 人飞机监测系统；9-低轨道卫星。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限 定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种气象防灾减灾大数据监测系统，包括数据采集系统、信号发 射系统、存储系统、分析系统；
如图1，在峡谷地区，所述数据采集系统包括地下数据采集系统、 地表数据采集系统、低空数据采集系统、宇宙空间数据采集系统；其 中，低空数据采集系统由航空气象检测部门提供，宇宙空间数据采集 系统数据由国家北斗卫星定位系统和遥感部门提供数据；
所述地下数据采集系统由气象局根据地域特点布置，主要包括土 壤水分检测系统、土壤ph检测系统、土壤岩层检测系统；所述土壤水 分检测系统由处于土壤表层以下1-5cm、15-25cm、35-55cm深处的土 壤水分传感器组成，所述土壤ph检测系统由处于土壤表层以下1-3cm、 10-13cm、20-23cm的土壤酸碱传感器组成；
所述地表数据采集系统为气象站，由空气水分传感器、空气温度 传感器、PM2.5传感器、风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射 传感器、光合有效辐射传感器、高能射线传感器组成；
所述低空数据采集系统包括热气球监测系统、飞行器监测系统； 所述热气球监测系统由热气球搭载传感器沿固定路线巡航监测或者 高空定点监测；所述飞行器监测系统包括无人机监测系统和载人飞机 监测系统；所述无人机监测系统由无人机搭载传感器采集数据，主要 采集低空高危空域；所述低空高危空域为湍急河流上空、狭窄河谷山 谷、岩洞、具有放射性高污染空域；所述载人飞机监测系统由直升机 或固定翼飞机搭载传感器组成，主要补充热气球监测系统、飞行器监 测系统空缺区域，采集数据的同时为热气球监测系统、飞行器监测系 统提供信号或发布指令；所述热气球、无人机、直升机、固定翼飞机 搭载的传感器为空气水分传感器、空气温度传感器、PM2.5传感器、 风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射传感器、光合有效辐射传 感器、高能射线传感器中的一种或多种；
所述宇宙空间数据采集系统包括低轨道卫星、高轨道卫星组成， 所述低轨道卫星数量为30-50颗，所述高轨道卫星数量为5-10颗；
所述信号发射系统包括低频信号发生器、高频信号发生器、微波 信号发生器中的一种或多种；
所述存储系统为云存储，即在线存储系统；
所述分析系统为超级计算机；
数据采集时，先由宇宙空间数据采集系统的高轨卫星采集峡谷区 域气象信息并检测宇宙空间高能粒子流、太阳风、近地轨道小行星等 宇宙空间信息，通过信号发射系统将数据发送至分析系统，超级计算 机根据数据判定具体区域和具体气象情况，由携带针对性传感器的低 轨卫星进行更为精细的数据采集，结合地下数据采集系统、地表数据 采集系统提供的数据，在判定整体气象环境可以使用飞行器的情况 下；使用飞行器系统对气象信息进行实时采集，具体由热气球系统飞 行到目标地点上空，根据需要定点监测或者按照固定飞行轨迹进行监 测，进一步研判峡谷区域气象情况，然后载人载人飞机监测系统对目标地域空域进行详细监测，并具体查验现场情况，在峡谷中适合无人 机航行的前提下，载人飞机监测系统提供信号，控制无人机进入峡谷 中，采集精细的水文、空气、地势等数据信息，所有数据发送到分析 系统，由分析系统分析之后进一步调用需要的数据采集系统进一步监 测预报。这样整个气象防灾减灾大数据监测系统通过宇宙空间数据、 高空低空数据、地表地下数据综合分析，可以精准分析地势运动、灾 害气象情况，有效监测山体滑坡、水灾、火灾、虫害等灾情信息，为 相关部门的灾害部署提供有效的决策信息。
所述数据采集系统将采集的数据通过信号发射系统分析系统，分 析系统根据采集的数据逐一比对，将有分析价值的数据发到存储系统 保存，对有价值的数据建模计算出未来24小时的气象信息，根据气象 级别分派数据采集系统进一步验证数据信息，并发布气象公告。
Claims (6)
1.一种气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，包括数据采集系统、信号发射系统、存储系统、分析系统；
所述数据采集系统包括地下数据采集系统、地表数据采集系统、低空数据采集系统、宇宙空间数据采集系统；
所述地下数据采集系统由气象局根据地域特点布置，主要包括土壤水分检测系统、土壤ph检测系统、土壤岩层检测系统；所述土壤水分检测系统由处于土壤表层以下1-5cm、15-25cm、35-55cm深处的土壤水分传感器组成，所述土壤ph检测系统由处于土壤表层以下1-3cm、10-13cm、20-23cm的土壤酸碱传感器组成；
所述地表数据采集系统为气象站，由空气水分传感器、空气温度传感器、PM2.5传感器、风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射传感器、光合有效辐射传感器、高能射线传感器组成；
所述低空数据采集系统包括热气球监测系统、飞行器监测系统；所述热气球监测系统由热气球搭载传感器沿固定路线巡航监测或者高空定点监测；所述飞行器监测系统包括无人机监测系统和载人飞机监测系统；所述无人机监测系统由无人机搭载传感器采集数据，主要采集低空高危空域；所述低空高危空域为湍急河流上空、狭窄河谷山谷、岩洞、具有放射性高污染空域；所述载人飞机监测系统由直升机或固定翼飞机搭载传感器组成，主要补充热气球监测系统、飞行器监测系统空缺区域，采集数据的同时为热气球监测系统、飞行器监测系统提供信号或发布指令；所述热气球、无人机、直升机、固定翼飞机搭载的传感器为空气水分传感器、空气温度传感器、PM2.5传感器、风向传感器、二氧化碳传感器、紫外线辐射传感器、光合有效辐射传感器、高能射线传感器中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，所述宇宙空间数据采集系统包括低轨道卫星、高轨道卫星组成，所述低轨道卫星数量为30-50颗，所述高轨道卫星数量为5-10颗。
3.根据权利要求1所述的气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，所述信号发射系统包括低频信号发生器、高频信号发生器、微波信号发生器中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，所述存储系统为云存储，即在线存储系统。
5.根据权利要求1所述的气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，所述分析系统为超级计算机。
6.根据权利要求1所述的气象防灾减灾大数据监测系统，其特征在于，所述数据采集系统将采集的数据通过信号发射系统分析系统，分析系统根据采集的数据逐一比对，将有分析价值的数据发到存储系统保存，对有价值的数据建模计算出未来24小时的气象信息，根据气象级别分派数据采集系统进一步验证数据信息，并发布气象公告。
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