CN117908108B - 一种海洋地震实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地震监测技术领域，具体为一种海洋地震实时监测系统，包括模型构建单元、动态更新单元、数据采集单元、远程数据处理单元、可视化显示单元、震相拾取单元、地震定位单元和震级测定单元，还包括：数据获取单元，所述数据获取单元用于获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，将所述海洋水深数据传输至海底DEM构建单元，将所述潮汐数据传输至海面DEM构建单元。本发明通过数据获取单元获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，从而能够为地震监测提供更可靠的数据支持，通过海底DEM构建单元获得精确的海底DEM后，可以更准确地分析海底地形特征。

Description

一种海洋地震实时监测系统

技术领域

本发明涉及地震监测技术领域，具体涉及一种海洋地震实时监测系统。

背景技术

海洋地震是指在海底或近海地区发生的地震现象，海底地震可能引发海啸，尤其是当地震造成了海底的垂直位移或海床的抬升，海啸波浪具有极大的能量，一旦到达沿岸地区，可能导致巨大的破坏和人员伤亡。

传统系统对海底地形特征的分析能力有限，缺乏精确的海底DEM数据，难以准确理解海底结构、地质构造等信息，对地震监测和预警的支持有限，并且传统系统对海面的波动、涨落等信息分析能力有限，难以提供准确的海面DEM数据，对海洋地震监测分析的基础不足，而且传统系统在地震事件定位和测定方面精度有限，无法提供准确的地震位置和能量释放量级的评估，影响了地震事件的准确分析和应对，并且系统的监测和预警展示方式较为简单，无法提供实时的异常震相、解译数据和海洋波动范围的直观呈现，限制了及时决策和应对的能力。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种海洋地震实时监测系统。

本发明的技术方案：一种海洋地震实时监测系统，包括模型构建单元、动态更新单元、数据采集单元、远程数据处理单元、可视化显示单元、震相拾取单元、地震定位单元和震级测定单元，还包括：

数据获取单元，所述数据获取单元用于获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，将所述海洋水深数据传输至海底DEM构建单元，将所述潮汐数据传输至海面DEM构建单元；

海底DEM构建单元，所述海底DEM构建单元对数据获取单元传输的所述海洋水深数据进行接收，并对所述海洋水深数据进行预处理操作，所述预处理操作包括剔除不合理的水深点和转换垂直基准，并利用高程值计算公式对预处理操作后的海洋水深数据进行海底高程值计算，从而得到海底高程数据，对所述海底高程数据进行克里金法插值分析，从而获得海底DEM，将所述海底DEM传输至模型构建单元；

海面DEM构建单元，所述海面DEM构建单元对数据获取单元传输的所述潮汐数据进行接收，基于所述潮汐数据构建潮汐模型，从所述潮汐模型中选取多个均匀分布离散点，并通过潮汐模型将所述多个均匀分布离散点的海面高程点值按照预设时间间隔输出，从而获得瞬时海面高程数据，对所述瞬时海面高程数据进行克里金法插值分析，从而获得瞬时海面DEM，将所述瞬时海面DEM传输至模型构建单元。

优选的，所述模型构建单元对海底DEM构建单元传输的所述海底DEM和海面DEM构建单元传输的所述瞬时海面DEM进行接收，并基于所述海底DEM和所述瞬时海面DEM确定海洋水体三维空间边界，基于所述海底DEM分析海底地形和水体要素信息，从而确定海洋水体模型参数，基于所述瞬时海面DEM构建二维等间距条带，并设定所述二维等间距条带参数，基于所述二维等间距条带参数逐条带生成等间距坐标点，基于所述等间距坐标点和所述海底DEM获得相应位置的海面和海底高程值，基于所述等间距坐标点相应位置的海面和海底高程值通过GIS建模技术建立相应的体元模型，从而获得海洋整体三维模型，将所述海洋整体三维模型传输至动态更新单元；

数据采集单元，所述数据采集单元用于在所述目标海洋区域设置多个节点采集站，在所述节点采集站中设置地震仪，通过所述地震仪采集所述节点采集站周围的实时地震数据，并将所述实时地震数据以数据包为基本单位传输至远程数据处理单元。

优选的，所述远程数据处理单元对数据采集单元传输的所述实时地震数据接收，并将预设时间内接收到的所述实时地震数据划分为不同时间段的数据块，并组合不同时间段的数据块，从而获得共时间道地震数据，并对所述共时间道地震数据进行数据解译，从而获得解译数据，所述解译数据包括波形数据、时间序列和道头数据，且对所述波形数据进行数据切分，从而获得波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量，将所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量传输至可视化显示单元和震级测定单元，并将所述解译数据传输至震相拾取单元；

所述震相拾取单元对远程数据处理单元传输的所述解译数据进行接收，并通过震相拾取算法对所述解译数据进行震相拾取，从而获得异常震相和异常震相到达时间，将所述异常震相和异常震相到达时间以及与异常震相对应的解译数据传输至可视化显示单元、地震定位单元和震级测定单元。

优选的，所述地震定位单元对震相拾取单元传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据进行接收，并根据异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据通过定位方法对所述异常震相进行定位，从而获得所述节点采集站附近的地震位置，且将所述节点采集站附近的地震位置传输至动态更新单元；

所述震级测定单元对震相拾取单元传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及远程数据处理单元传输的所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量进行接收，并根据所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量通过震级测定方法对所述异常震相进行震级测定，从而获得所述异常震相所对应的地震等级，将所述异常震相所对应的地震等级传输至动态更新单元。

优选的，所述动态更新单元对模型构建单元传输的所述海洋整体三维模型、地震定位单元传输的所述节点采集站附近的地震位置以及震级测定单元传输的所述异常震相所对应的地震等级进行接收，并根据所述节点采集站附近的地震位置在所述海洋整体三维模型进行标定，从而获得所述海洋整体三维模型的地震标定位置，且将所述异常震相所对应的地震等级与预设的动态范围表进行匹配，从而确定所述异常震相所对应的地震等级的动态波动范围，并根据所述动态波动范围在所述海洋整体三维模型的地震标定位置周围进行动态更新，从而获得动态海洋整体三维模型，将所述动态海洋整体三维模型传输至可视化显示单元；

所述可视化显示单元对远程数据处理单元传输的所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量、震相拾取单元传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及动态更新单元传输的所述动态海洋整体三维模型进行接收，将所述动态海洋整体三维模型显示在显示屏幕正中央，当接收到所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据后，在所述动态海洋整体三维模型中相应的位置显示所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据，并根据所述动态海洋整体三维模型的动态波动范围，在所述显示屏幕中显示相应的预警等级，否则，则在所述动态海洋整体三维模型中相应的位置显示所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量。

优选的，所述海底DEM构建单元中，高程值计算公式如下：

；

其中，表示高程值，表示海图深度，表示平均海平面和深度基准面之间的 差值；

所述海面DEM构建单元中，潮汐模型表达式如下：

；

其中，表示t时刻的水位，表示平均海面的高度，表示分潮的节点因子，表示第i个分潮的振幅，表示第i个分潮的迟角，表示第i个分潮的角速度，表示分 潮的个数，表示分潮的格林威治时间初相角。

优选的，所述震相拾取单元中，震相拾取算法包括以下步骤：

A1、通过FIR数字滤波器对所述解译数据中的波形数据进行滤波，从而获得平滑原始波形数据；

A2、通过第一公式对所述平滑原始波形数据进行第一初动判定，所述第一公式如下：

；

其中，表示第一长短时窗比值，表示短时窗长，表示平滑原始波形数据，表示长时窗长；

A3、将平滑原始波形数据的能量作为新的时间序列来代替平滑原始波形数据作为输入值，并通过第二公式对所述平滑原始波形数据进行第二初动判定，所述第二公式如下：

；

其中，表示第二长短时窗比值，表示平滑原始波形数据的能量，且；

A4、在噪音能量小的情况下，通过第三公式所述平滑原始波形数据进行第三初动判定，所述第三公式如下：

；

其中，表示第三长短时窗比值，表示时窗中点，表示时窗起点，表示时窗 终点，表示稳定因子；

A5、将计算的第一长短时窗比值与第一预设阈值进行比对，若第一长短时窗比值大于第一预设阈值，则将第二长短时窗比值与第二预设阈值进行比对，否则，则表示没有出现初动情况，若第二长短时窗比值大于第二预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况，在噪音能量小的情况下，将第三长短时窗比值与第三预设阈值进行比对，若第三长短时窗比值大于第三预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况。

优选的，所述地震定位单元中，定位方法包括以下步骤：

B1、根据射线理论，构建异常震相沿射线路径的积分，所述沿射线路径的积分如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，表示异常震相i的起震时 刻，表示慢度场；

B2、基于异常震相i的扰动参数，构建节点采集站k的走时差，所述节点采集站k的走时差如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，表示异常震相i的线性相 关扰动参数，表示节点采集站k的走时差；

B3、基于节点采集站k的走时差，构建异常震相i和另一个连续的异常震相j的相对震源参数方程，所述相对震源参数方程如下：

；

其中，表示另一个连续的异常震相j至节点采集站k的到达时间，表示另一 个连续的异常震相j的线性相关扰动参数，表示节点采集站k的走时差和理论走时差的残 差；

B4、采用奇异值分解法对所述相对震源参数方程进行求解，从而获得所述节点采集站附近的地震位置。

优选的，所述震级测定单元中，震级测定方法如下：

C1、读取异常震相的发震时间、位置信息以及所有节点采集站的仪器响应信息，并提取所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量；

C2、从所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量中去除仪器响应，并转换成位移，并使用频率范围为1-125Hz的带通滤波器过滤波形；

C3、从异常震相到达后按照预设时间截取垂直分量、南北分量和东西分量波形，并且垂直分量、南北分量和东西分量波形的测量振幅，计算东西分量波形的最大振幅A，且计算每个节点采集站到震源的距离D；

C4、使用震级公式计算每个节点采集站的震级，并将多个所述节点采集站的震级的中位值作为测定的震级，所述震级公式如下：

；

其中，表示震级，表示量规函数。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、 本发明通过数据获取单元获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，从而能够为地震监测提供更可靠的数据支持，通过海底DEM构建单元获得精确的海底DEM后，可以更准确地分析海底地形特征，有助于理解海底结构、地质构造等信息，为海洋地震监测和预警提供更可靠的基础数据，通过海面DEM构建单元获得瞬时海面DEM后，可以更准确地分析海面的波动、涨落等信息，提供了海洋地震监测分析的基础，通过模型构建单元能够建立精细的海洋水体模型，从而更好地模拟和描述海洋环境，通过动态更新单元能够使得海洋整体三维模型能够及时反映出地震活动的变化情况，提高监测的实时性和准确性；

2、 本发明通过数据采集单元及时的采集地震数据，有助于监测地震活动的变化和趋势，提高对地震事件的感知能力，通过远程数据处理单元有助于整合和处理大量的地震数据，从而形成更全面和完整的共时间道地震数据，并且有助于深入分析地震波传播的多个方向和振动特征，为地震事件的定量分析提供更多维度的数据支持，通过震相拾取单元可以识别异常震相，包括可能由地下构造变化或地震事件产生的次生波等异常信号，从而有助于发现地下潜在的异常地震活动，通过地震定位单元可以提高地震事件的定位精度，而且在发生地震事件时，能够快速获取节点采集站附近的地震位置信息，有助于提高地震应急响应效率，通过震级测定单元可以评估地震事件释放的能量量级，有助于了解地震事件的强度和影响范围，为灾害应对和风险评估提供重要依据，通过可视化显示单元在显示屏幕中直观呈现异常震相、异常震相到达时间和解译数据，以及海洋的动态波动范围，有助于实时监测海洋地震活动情况，提供及时的信息展示和预警。

附图说明

图1为本发明提出的一种实施例的整体系统流程示意图；

图2为本发明提出的一种实施例的震相拾取算法流程示意图；

图3为本发明提出的一种实施例的定位方法流程示意图；

图4为本发明提出的一种实施例的震级测定方法流程示意图。

附图标记：1、数据获取单元；2、海底DEM构建单元；3、海面DEM构建单元；4、模型构建单元；5、动态更新单元；6、数据采集单元；7、远程数据处理单元；8、可视化显示单元；9、震相拾取单元；10、地震定位单元；11、震级测定单元。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，本发明提出的一种海洋地震实时监测系统，包括模型构建单元4、动态更新单元5、数据采集单元6、远程数据处理单元7、可视化显示单元8、震相拾取单元9、地震定位单元10和震级测定单元11，还包括：

数据获取单元1，数据获取单元1用于获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，将海洋水深数据传输至海底DEM构建单元2，将潮汐数据传输至海面DEM构建单元3；

海底DEM构建单元2，海底DEM构建单元2对数据获取单元1传输的海洋水深数据进行接收，并对海洋水深数据进行预处理操作，预处理操作包括剔除不合理的水深点和转换垂直基准，并利用高程值计算公式对预处理操作后的海洋水深数据进行海底高程值计算，从而得到海底高程数据，对海底高程数据进行克里金法插值分析，从而获得海底DEM，将海底DEM传输至模型构建单元4；

海面DEM构建单元3，海面DEM构建单元3对数据获取单元1传输的潮汐数据进行接收，基于潮汐数据构建潮汐模型，从潮汐模型中选取多个均匀分布离散点，并通过潮汐模型将多个均匀分布离散点的海面高程点值按照预设时间间隔输出，从而获得瞬时海面高程数据，对瞬时海面高程数据进行克里金法插值分析，从而获得瞬时海面DEM，将瞬时海面DEM传输至模型构建单元4。

本发明中，模型构建单元4对海底DEM构建单元2传输的海底DEM和海面DEM构建单元3传输的瞬时海面DEM进行接收，并基于海底DEM和瞬时海面DEM确定海洋水体三维空间边界，基于海底DEM分析海底地形和水体要素信息，从而确定海洋水体模型参数，基于瞬时海面DEM构建二维等间距条带，并设定二维等间距条带参数，基于二维等间距条带参数逐条带生成等间距坐标点，基于等间距坐标点和海底DEM获得相应位置的海面和海底高程值，基于等间距坐标点相应位置的海面和海底高程值通过GIS建模技术建立相应的体元模型，从而获得海洋整体三维模型，将海洋整体三维模型传输至动态更新单元5；

数据采集单元6，数据采集单元6用于在目标海洋区域设置多个节点采集站，在节点采集站中设置地震仪，通过地震仪采集节点采集站周围的实时地震数据，并将实时地震数据以数据包为基本单位传输至远程数据处理单元7。

在一个可选的实施例中，远程数据处理单元7对数据采集单元6传输的实时地震数据接收，并将预设时间内接收到的实时地震数据划分为不同时间段的数据块，并组合不同时间段的数据块，从而获得共时间道地震数据，并对共时间道地震数据进行数据解译，从而获得解译数据，解译数据包括波形数据、时间序列和道头数据，且对波形数据进行数据切分，从而获得波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量，将波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量传输至可视化显示单元8和震级测定单元11，并将解译数据传输至震相拾取单元9；

震相拾取单元9对远程数据处理单元7传输的解译数据进行接收，并通过震相拾取算法对解译数据进行震相拾取，从而获得异常震相和异常震相到达时间，将异常震相和异常震相到达时间以及与异常震相对应的解译数据传输至可视化显示单元8、地震定位单元10和震级测定单元11。

实施例二，如图2-4所示，本发明提出的一种海洋地震实时监测系统，相较于实施例一，本实施例还包括地震定位单元10对震相拾取单元9传输的异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据进行接收，并根据异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据通过定位方法对异常震相进行定位，从而获得节点采集站附近的地震位置，且将节点采集站附近的地震位置传输至动态更新单元5；

震级测定单元11对震相拾取单元9传输的异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及远程数据处理单元7传输的波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量进行接收，并根据异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量通过震级测定方法对异常震相进行震级测定，从而获得异常震相所对应的地震等级，将异常震相所对应的地震等级传输至动态更新单元5。

在一个可选的实施例中，动态更新单元5对模型构建单元4传输的海洋整体三维模型、地震定位单元10传输的节点采集站附近的地震位置以及震级测定单元11传输的异常震相所对应的地震等级进行接收，并根据节点采集站附近的地震位置在海洋整体三维模型进行标定，从而获得海洋整体三维模型的地震标定位置，且将异常震相所对应的地震等级与预设的动态范围表进行匹配，从而确定异常震相所对应的地震等级的动态波动范围，并根据动态波动范围在海洋整体三维模型的地震标定位置周围进行动态更新，从而获得动态海洋整体三维模型，将动态海洋整体三维模型传输至可视化显示单元8；

可视化显示单元8对远程数据处理单元7传输的波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量、震相拾取单元9传输的异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及动态更新单元5传输的动态海洋整体三维模型进行接收，将动态海洋整体三维模型显示在显示屏幕正中央，当接收到异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据后，在动态海洋整体三维模型中相应的位置显示异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据，并根据动态海洋整体三维模型的动态波动范围，在显示屏幕中显示相应的预警等级，否则，则在动态海洋整体三维模型中相应的位置显示波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量。

需要说明的是，利用专业的三维建模软件，将确定的动态波动范围数据导入到软件中，并根据数据进行三维模型的构建和渲染，可以根据波浪高度、频率等参数对海洋表面进行变换，并实时显示不同条件下的波动情况。

在一个可选的实施例中，海底DEM构建单元2中，高程值计算公式如下：

；

其中，表示高程值，表示海图深度，表示平均海平面和深度基准面之间的 差值；

海面DEM构建单元3中，潮汐模型表达式如下：

；

其中，表示t时刻的水位，表示平均海面的高度，表示分潮的节点因子，表示第i个分潮的振幅，表示第i个分潮的迟角，表示第i个分潮的角速度，表示分 潮的个数，表示分潮的格林威治时间初相角。

在一个可选的实施例中，震相拾取单元9中，震相拾取算法包括以下步骤：

A1、通过FIR数字滤波器对解译数据中的波形数据进行滤波，从而获得平滑原始波形数据；

A2、通过第一公式对平滑原始波形数据进行第一初动判定，第一公式如下：

；

其中，表示第一长短时窗比值，表示短时窗长，表示平滑原始波形数据，表示长时窗长；

A3、将平滑原始波形数据的能量作为新的时间序列来代替平滑原始波形数据作为输入值，并通过第二公式对平滑原始波形数据进行第二初动判定，第二公式如下：

；

其中，表示第二长短时窗比值，表示平滑原始波形数据的能量，且；

A4、在噪音能量小的情况下，通过第三公式平滑原始波形数据进行第三初动判定，第三公式如下：

；

其中，表示第三长短时窗比值，表示时窗中点，表示时窗起点，表示时窗 终点，表示稳定因子；

A5、将计算的第一长短时窗比值与第一预设阈值进行比对，若第一长短时窗比值大于第一预设阈值，则将第二长短时窗比值与第二预设阈值进行比对，否则，则表示没有出现初动情况，若第二长短时窗比值大于第二预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况，在噪音能量小的情况下，将第三长短时窗比值与第三预设阈值进行比对，若第三长短时窗比值大于第三预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况。

在一个可选的实施例中，地震定位单元10中，定位方法包括以下步骤：

B1、根据射线理论，构建异常震相沿射线路径的积分，沿射线路径的积分如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，表示异常震相i的起震时 刻，表示慢度场；

B2、基于异常震相i的扰动参数，构建节点采集站k的走时差，节点采集站k的走时差如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，表示异常震相i的线性相 关扰动参数，表示节点采集站k的走时差；

B3、基于节点采集站k的走时差，构建异常震相i和另一个连续的异常震相j的相对震源参数方程，相对震源参数方程如下：

；

其中，表示另一个连续的异常震相j至节点采集站k的到达时间，表示另一 个连续的异常震相j的线性相关扰动参数，表示节点采集站k的走时差和理论走时差的残 差；

B4、采用奇异值分解法对相对震源参数方程进行求解，从而获得节点采集站附近的地震位置。

在一个可选的实施例中，震级测定单元11中，震级测定方法如下：

C1、读取异常震相的发震时间、位置信息以及所有节点采集站的仪器响应信息，并提取波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量；

C2、从波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量中去除仪器响应，并转换成位移，并使用频率范围为1-125Hz的带通滤波器过滤波形；

C3、从异常震相到达后按照预设时间截取垂直分量、南北分量和东西分量波形，并且垂直分量、南北分量和东西分量波形的测量振幅，计算东西分量波形的最大振幅A，且计算每个节点采集站到震源的距离D；

C4、使用震级公式计算每个节点采集站的震级，并将多个节点采集站的震级的中位值作为测定的震级，震级公式如下：

；

其中，表示震级，表示量规函数。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。

Claims (5)

1.一种海洋地震实时监测系统，包括模型构建单元（4）、动态更新单元（5）、数据采集单元（6）、远程数据处理单元（7）、可视化显示单元（8）、震相拾取单元（9）、地震定位单元（10）和震级测定单元（11），其特征在于：

数据获取单元（1），所述数据获取单元（1）用于获取目标海洋区域的海洋水深数据和潮汐数据，将所述海洋水深数据传输至海底DEM构建单元（2），将所述潮汐数据传输至海面DEM构建单元（3）；

海底DEM构建单元（2），所述海底DEM构建单元（2）对数据获取单元（1）传输的所述海洋水深数据进行接收，并对所述海洋水深数据进行预处理操作，所述预处理操作包括剔除不合理的水深点和转换垂直基准，并利用高程值计算公式对预处理操作后的海洋水深数据进行海底高程值计算，从而得到海底高程数据，对所述海底高程数据进行克里金法插值分析，从而获得海底DEM，将所述海底DEM传输至模型构建单元（4）；

海面DEM构建单元（3），所述海面DEM构建单元（3）对数据获取单元（1）传输的所述潮汐数据进行接收，基于所述潮汐数据构建潮汐模型，从所述潮汐模型中选取多个均匀分布离散点，并通过潮汐模型将所述多个均匀分布离散点的海面高程点值按照预设时间间隔输出，从而获得瞬时海面高程数据，对所述瞬时海面高程数据进行克里金法插值分析，从而获得瞬时海面DEM，将所述瞬时海面DEM传输至模型构建单元（4）；

所述模型构建单元（4）对海底DEM构建单元（2）传输的所述海底DEM和海面DEM构建单元（3）传输的所述瞬时海面DEM进行接收，并基于所述海底DEM和所述瞬时海面DEM确定海洋水体三维空间边界，基于所述海底DEM分析海底地形和水体要素信息，从而确定海洋水体模型参数，基于所述瞬时海面DEM构建二维等间距条带，并设定所述二维等间距条带参数，基于所述二维等间距条带参数逐条带生成等间距坐标点，基于所述等间距坐标点和所述海底DEM获得相应位置的海面和海底高程值，基于所述等间距坐标点相应位置的海面和海底高程值通过GIS建模技术建立相应的体元模型，从而获得海洋整体三维模型，将所述海洋整体三维模型传输至动态更新单元（5）；

所述数据采集单元（6）用于在所述目标海洋区域设置多个节点采集站，在所述节点采集站中设置地震仪，通过所述地震仪采集所述节点采集站周围的实时地震数据，并将所述实时地震数据以数据包为基本单位传输至远程数据处理单元（7）；

所述远程数据处理单元（7）对数据采集单元（6）传输的所述实时地震数据接收，并将预设时间内接收到的所述实时地震数据划分为不同时间段的数据块，并组合不同时间段的数据块，从而获得共时间道地震数据，并对所述共时间道地震数据进行数据解译，从而获得解译数据，所述解译数据包括波形数据、时间序列和道头数据，且对所述波形数据进行数据切分，从而获得波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量，将所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量传输至可视化显示单元（8）和震级测定单元（11），并将所述解译数据传输至震相拾取单元（9）；

所述震相拾取单元（9）对远程数据处理单元（7）传输的所述解译数据进行接收，并通过震相拾取算法对所述解译数据进行震相拾取，从而获得异常震相和异常震相到达时间，将所述异常震相和异常震相到达时间以及与异常震相对应的解译数据传输至可视化显示单元（8）、地震定位单元（10）和震级测定单元（11）；

所述地震定位单元（10）对震相拾取单元（9）传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据进行接收，并根据异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据通过定位方法对所述异常震相进行定位，从而获得所述节点采集站附近的地震位置，且将所述节点采集站附近的地震位置传输至动态更新单元（5）；

所述震级测定单元（11）对震相拾取单元（9）传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及远程数据处理单元（7）传输的所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量进行接收，并根据所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量通过震级测定方法对所述异常震相进行震级测定，从而获得所述异常震相所对应的地震等级，将所述异常震相所对应的地震等级传输至动态更新单元（5）；

所述动态更新单元（5）对模型构建单元（4）传输的所述海洋整体三维模型、地震定位单元（10）传输的所述节点采集站附近的地震位置以及震级测定单元（11）传输的所述异常震相所对应的地震等级进行接收，并根据所述节点采集站附近的地震位置在所述海洋整体三维模型进行标定，从而获得所述海洋整体三维模型的地震标定位置，且将所述异常震相所对应的地震等级与预设的动态范围表进行匹配，从而确定所述异常震相所对应的地震等级的动态波动范围，并根据所述动态波动范围在所述海洋整体三维模型的地震标定位置周围进行动态更新，从而获得动态海洋整体三维模型，将所述动态海洋整体三维模型传输至可视化显示单元（8）；

所述可视化显示单元（8）对远程数据处理单元（7）传输的所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量、震相拾取单元（9）传输的所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据以及动态更新单元（5）传输的所述动态海洋整体三维模型进行接收，将所述动态海洋整体三维模型显示在显示屏幕正中央，当接收到所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据后，在所述动态海洋整体三维模型中相应的位置显示所述异常震相和异常震相到达时间和与异常震相对应的解译数据，并根据所述动态海洋整体三维模型的动态波动范围，在所述显示屏幕中显示相应的预警等级，否则，则在所述动态海洋整体三维模型中相应的位置显示所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量。

2.根据权利要求1所述的一种海洋地震实时监测系统，其特征在于：所述海底DEM构建单元（2）中，高程值计算公式如下：

；

其中，表示高程值，/>表示海图深度，/>表示平均海平面和深度基准面之间的差值；

所述海面DEM构建单元（3）中，潮汐模型表达式如下：

；

其中，表示t时刻的水位，/>表示平均海面的高度，/>表示分潮的节点因子，/>表示第i个分潮的振幅，/>表示第i个分潮的迟角，/>表示第i个分潮的角速度，/>表示分潮的个数，/>表示分潮的格林威治时间初相角。

3.根据权利要求1所述的一种海洋地震实时监测系统，其特征在于：所述震相拾取单元（9）中，震相拾取算法包括以下步骤：

A1、通过FIR数字滤波器对所述解译数据中的波形数据进行滤波，从而获得平滑原始波形数据；

A2、通过第一公式对所述平滑原始波形数据进行第一初动判定，所述第一公式如下：

；

其中，表示第一长短时窗比值，/>表示短时窗长，/>表示平滑原始波形数据，/>表示长时窗长；

A3、将平滑原始波形数据的能量作为新的时间序列来代替平滑原始波形数据作为输入值，并通过第二公式对所述平滑原始波形数据进行第二初动判定，所述第二公式如下：

；

其中，表示第二长短时窗比值，/>表示平滑原始波形数据的能量，且；

A4、在噪音能量小的情况下，通过第三公式所述平滑原始波形数据进行第三初动判定，所述第三公式如下：

；

其中，表示第三长短时窗比值，/>表示时窗中点，/>表示时窗起点，/>表示时窗终点，表示稳定因子；

A5、将计算的第一长短时窗比值与第一预设阈值进行比对，若第一长短时窗比值大于第一预设阈值，则将第二长短时窗比值与第二预设阈值进行比对，否则，则表示没有出现初动情况，若第二长短时窗比值大于第二预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况，在噪音能量小的情况下，将第三长短时窗比值与第三预设阈值进行比对，若第三长短时窗比值大于第三预设阈值，则判定该时刻的平滑原始波形数据出现初动，并记录该时刻的时间，否则，则表示没有出现初动情况。

4.根据权利要求1所述的一种海洋地震实时监测系统，其特征在于：所述地震定位单元（10）中，定位方法包括以下步骤：

B1、根据射线理论，构建异常震相沿射线路径的积分，所述沿射线路径的积分如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，/>表示异常震相i的起震时刻，/>表示慢度场；

B2、基于异常震相i的扰动参数，构建节点采集站k的走时差，所述节点采集站k的走时差如下：

；

其中，表示异常震相i至节点采集站k的到达时间，/>表示异常震相i的线性相关扰动参数，/>表示节点采集站k的走时差；

B3、基于节点采集站k的走时差，构建异常震相i和另一个连续的异常震相j的相对震源参数方程，所述相对震源参数方程如下：

；

其中，表示另一个连续的异常震相j至节点采集站k的到达时间，/>表示另一个连续的异常震相j的线性相关扰动参数，/>表示节点采集站k的走时差和理论走时差的残差；

B4、采用奇异值分解法对所述相对震源参数方程进行求解，从而获得所述节点采集站附近的地震位置。

5.根据权利要求1所述的一种海洋地震实时监测系统，其特征在于：所述震级测定单元（11）中，震级测定方法如下：

C1、读取异常震相的发震时间、位置信息以及所有节点采集站的仪器响应信息，并提取所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量；

C2、从所述波形数据的垂直分量、南北分量和东西分量中去除仪器响应，并转换成位移，并使用频率范围为1-125Hz的带通滤波器过滤波形；

C3、从异常震相到达后按照预设时间截取垂直分量、南北分量和东西分量波形，并且垂直分量、南北分量和东西分量波形的测量振幅，计算东西分量波形的最大振幅A，且计算每个节点采集站到震源的距离D；

C4、使用震级公式计算每个节点采集站的震级，并将多个所述节点采集站的震级的中位值作为测定的震级，所述震级公式如下：

；

其中，表示震级，/>表示量规函数。