本發(fā)明涉及地表動力學(xué)研究，具體涉及一種地表動力學(xué)實時監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、地表動力學(xué)監(jiān)控是一項重要的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，主要用于監(jiān)測和分析地球表面的動態(tài)變化過程。

2、地表動力學(xué)監(jiān)控涵蓋了多種技術(shù)和方法，例如使用衛(wèi)星遙感技術(shù)，可以大范圍、長時間地觀測地表的地形、植被覆蓋、土壤濕度等的變化。通過安裝在地面的傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r獲取地面的位移、震動、溫度等數(shù)據(jù)。

3、地表動力學(xué)監(jiān)控的應(yīng)用范圍十分廣泛。在地質(zhì)災(zāi)害防治方面，比如監(jiān)測山體滑坡、泥石流等潛在危險區(qū)域的地表運動，提前發(fā)出預(yù)警，保障人們的生命財產(chǎn)安全。在城市建設(shè)中，對大型建筑物或基礎(chǔ)設(shè)施的地基進(jìn)行地表動力學(xué)監(jiān)控，確保其穩(wěn)定性。

4、例如，在山區(qū)修建高速公路時，通過地表動力學(xué)監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)因施工或自然因素導(dǎo)致的山體不穩(wěn)定跡象，采取相應(yīng)的加固措施。又如，在地震活躍區(qū)域，持續(xù)的地表動力學(xué)監(jiān)控有助于了解地殼運動的規(guī)律，為地震預(yù)測和防范提供數(shù)據(jù)支持。

5、總之，地表動力學(xué)監(jiān)控對于保障人類活動的安全、合理利用自然資源以及深入理解地球表面的變化機(jī)制都具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的目的在于提供一種地表動力學(xué)實時監(jiān)控系統(tǒng)，為地震災(zāi)害防治、地震預(yù)測和防范等方面提供數(shù)據(jù)支持。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種地表動力學(xué)實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

3、消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)消息和數(shù)據(jù)從接入到歸檔整個流程的管理，為其他分系統(tǒng)提供消息交換和數(shù)據(jù)獲取平臺；

4、數(shù)據(jù)實時處理分系統(tǒng)，用于從所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)中獲取地震數(shù)據(jù)，基于所述地震數(shù)據(jù)進(jìn)行地表動力學(xué)參數(shù)實時反演、滑坡事件甄別和參數(shù)確定，并將結(jié)果返回至所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)；所述結(jié)果包括地表動力學(xué)實時反演結(jié)果、滑坡事件信息；

5、可視化展示系統(tǒng)，用于從所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)中獲取消息和數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)可視化展示。

6、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)包括：

7、消息交換中心，用于管理各類時序消息，所述各類時序消息包括地震數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)實時處理分系統(tǒng)返回的地表動力學(xué)實時反演結(jié)果、滑坡事件信息；

8、數(shù)據(jù)緩存中心，用于提供給定時效范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)；

9、第一功能模塊，用于從地震實時數(shù)據(jù)服務(wù)器或地震數(shù)據(jù)文件中獲取地震數(shù)據(jù)，并將其存入所述消息交換中心；

10、第二功能模塊，用于從所述消息交換中心實時獲取地震數(shù)據(jù)，并將其存入數(shù)據(jù)緩存中心；

11、第三功能模塊，用于從所述消息交換中心獲取地表動力學(xué)實時反演結(jié)果、滑坡事件信息，并對其進(jìn)行文件歸檔。

12、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)獲取的消息與數(shù)據(jù)包括接入數(shù)據(jù)，所述接入數(shù)據(jù)包括連續(xù)波形數(shù)據(jù)、離線地震數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；

13、其中，對所述連續(xù)波形數(shù)據(jù)的處理為：

14、基于netseis/ip和seedlink兩種不同協(xié)議得到連續(xù)波形數(shù)據(jù)；所述連續(xù)波波形數(shù)據(jù)以原始mseed數(shù)據(jù)包的形式接入；

15、從所述原始mseed數(shù)據(jù)包中提取臺網(wǎng)臺站信息；

16、以臺網(wǎng)臺站信息為key將原始mseed數(shù)據(jù)包直接存入消息交換中心的不同分區(qū)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲，方便后續(xù)處理模塊的并行計算；

17、對離線地震數(shù)據(jù)的處理方式為：

18、以文件形式將mseed數(shù)據(jù)和sac數(shù)據(jù)接入消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)，方便數(shù)據(jù)實時處理分系統(tǒng)進(jìn)行地表動力學(xué)參數(shù)計算、滑坡事件甄別和滑坡參數(shù)估計。

19、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述接入數(shù)據(jù)還包括中間計算結(jié)果，對其處理方式為：

20、對所述中間計算結(jié)果劃分空間網(wǎng)格點；每一所述空間網(wǎng)格點上的反演結(jié)果均為事件連續(xù)數(shù)據(jù)；

21、將所述反演結(jié)果以網(wǎng)格點標(biāo)識為key，存入所述消息交換中心的不同分區(qū)，存儲格式為json。

22、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)獲取的消息與數(shù)據(jù)包括識別的滑坡事件信息，對其處理方式為：

23、對識別的滑坡事件信息進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化后存入數(shù)據(jù)緩存中心；每一滑坡事件信息至少包括事件id、經(jīng)緯度、估算的方量、反演的受力時間序列、反演用到的臺站和分量、反演用到的數(shù)據(jù)頻段、每個分量觀測數(shù)據(jù)的信噪比、觀測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的互相關(guān)系數(shù)。

24、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述數(shù)據(jù)實時處理分系統(tǒng)包括：

25、初始化模塊，用于對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括參數(shù)文件讀取、空間網(wǎng)格點劃分及格林函數(shù)計算；

26、預(yù)處理模塊，用于從消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)實時獲取地震數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理及信噪比計算；所述預(yù)處理包括滑動取平均、帶通濾波和去儀器響應(yīng)；

27、地表動力參數(shù)反演模塊，用于遍歷所有的空間網(wǎng)格點，使用與網(wǎng)格點關(guān)聯(lián)的地震臺站的記錄數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的格林函數(shù)，使用最小二乘方法，在時間域完成地表動力參數(shù)的反演；

28、滑坡事件識別模塊，用于從消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)獲取反演的中間結(jié)果，判斷其是否超過給定閾值，同時，通過觀測數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的互相關(guān)系數(shù)判定超過閾值的事件是否為滑坡。

29、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述初始化模塊具體用于：

30、取參數(shù)文件，通過給定參數(shù)劃分空間網(wǎng)格點；

31、將每個網(wǎng)格點周圍給定距離范圍內(nèi)的臺站與格點綁定；

32、計算每個網(wǎng)格點的格林函數(shù)；

33、通過給定參數(shù)初始化每個臺站的儀器響應(yīng)；

34、將臺站信息、格點信息以及它們之間的綁定信息保存在息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)緩存中心。

35、進(jìn)一步地，作為本技術(shù)的一種優(yōu)選實現(xiàn)方式，所述數(shù)據(jù)實時處理分系統(tǒng)還包括參數(shù)優(yōu)化模塊，用于：

36、對于初步判定的滑坡事件，細(xì)化空間網(wǎng)格，計算每個格點上的格林函數(shù)，完成動力學(xué)參數(shù)反演；

37、遍歷反演結(jié)果，選擇最優(yōu)位置；

38、得到結(jié)果之后，使用經(jīng)驗公式得到滑坡方量的重要參數(shù)。

39、作為本技術(shù)的一種具體實現(xiàn)方式，所述可視化展示分系統(tǒng)包括：

40、可視化展示模塊，用于從消息與數(shù)據(jù)分系統(tǒng)獲取并展示反演結(jié)果，為整個系統(tǒng)提供可視化引擎；

41、人機(jī)交互模塊，用于對于選定的滑坡事件，接收用戶操作以實現(xiàn)重新反演。

42、其中，所述可視化展示模塊具體用于：

43、中間反演結(jié)果的空間展示：從消息交換中心獲取中間反演結(jié)果，實時展示每個空間格點的值隨時間的變化情況；

44、中間反演結(jié)果的時序展示：對于一個或多個給定格點，從消息交換中心獲取中間反演結(jié)果，以波形形式實時展示反演結(jié)果隨時間的演化特征；對于多個格點，具備按照不同屬性排序的功能、縮放振幅和時間的功能；

45、最終反演結(jié)果展示：以列表形式給出給定時間范圍內(nèi)的滑坡事件。

46、實施本發(fā)明實施例所提供的地表動力學(xué)實時監(jiān)控系統(tǒng)，其可實現(xiàn)基于地震數(shù)據(jù)的地表動力學(xué)參數(shù)實時反演、滑坡事件甄別和參數(shù)確定等，并將結(jié)果進(jìn)行可視化展示，可為地震災(zāi)害防治、地震預(yù)測和防范等方面提供數(shù)據(jù)支持。