一种智能化地震震源搜寻定位系统的制作方法
本发明涉及震源搜寻定位技术领域，具体为一种智能化地震震源搜寻定位系统。
背景技术：
地震震源深度是地震学研究中的核心问题之一，准确确定地震震源深度对于准确评估地震灾害、确定地震成因和动力学环境、判断余震发展趋势和危险性以及核爆监测等多方面具有非常重要的意义，然而地震震源深度定位一直是国际地震学界一个难题。除此以外，准确的深度定位还能够在地震预警、确定大地震的震源过程、地下矿产资源勘探和页岩气的开采等方面起重要作用。因此，准确地确定地震震源深度，在科学上以及国民经济上都有重要的应用价值。地震预测是根据对地震规律的认识，预测未来地震的时间、地点和强度。实现地震预测的基础是认识地震孕育的物理过程及在此过程中地壳岩石物理性质和力学状态的变化，为此，它应当具有高度的可靠性，预报不准会引起居民不必要的恐慌，给社会、经济带来损失，可靠的预测是非常困难的。
但是在现有技术中，不能够通过设置震波采集点，计算震波采集点的时间差计算出震源的方位，导致震源检测的准确度降低，增加了计算误差。
技术实现要素：
本发明的目的就在于提出一种智能化地震震源搜寻定位系统，通过震源搜寻定位单元对震波范围内进行震源搜寻定位，获取地震的震波范围，并震波范围标记为地震区域，随后选取地震区域内部的任意一点为原心建立直角坐标系；获取到地震产生震波到震波采集点的反应时长，通过反应时长的数值比较，确定震源所在位置的方位，并标记为震源方位；随后获取任意两个震波采集点之间的距离，随后获取两个震波采集点的间隔收集时长，通过公式进行除法运算，获取到震波的速度vi；随后将各个震波采集点在直角坐标系上进行标注，并以各个震波采集点为起点发射射线，对应射线的长度为1.1倍对应震波采集点与震源的距离zli，射线的方向均为震源方位，随后获取所有射线的交点，若交点数量为一个，则标记为震源位置，若交点数量大于1，则获取所有交点的纵波深度，将纵波深度最深的对应交点标记为震源位置；通过设置震波采集点，计算震波采集点的时间差计算出震源的方位，提高了震源检测的准确度，减小了计算误差。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种智能化地震震源搜寻定位系统，包括云管理平台、注册登录单元、数据库、震源搜寻定位单元、建筑检测单元、等级判定单元以及地震预测单元；
所述震源搜寻定位单元用于对震波范围内进行震源搜寻定位，具体搜寻定位过程如下：
步骤一、获取地震的震波范围，并震波范围标记为地震区域，随后选取地震区域内部的任意一点为原心建立直角坐标系，且直角坐标系x轴的箭头朝向为地震区域的正东方向，y轴的箭头朝向为地震区域的正北方向；
步骤二、在地震区域内部设置若干个震波采集点，并标记为i，i＝1，2，……，n，n为正整数，随后获取区域边缘正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为边缘时刻，同时获取区域中心位置正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为中心时刻，随后将对应方位的中心时刻和对应方位边缘时刻进行比较，获取到地震产生震波到震波采集点的反应时长，通过反应时长的数值比较，确定震源所在位置的方位，并标记为震源方位；
步骤三、随后获取任意两个震波采集点之间的距离，并将任意两个震波采集点之间的距离标记为ji，随后获取两个震波采集点接收到震波的时刻，并通过时刻计算获取到两个震波采集点的间隔收集时长，并标记为ti；将任意两个震波采集点之间的距离ji与两个震波采集点的间隔收集时长ti通过公式
步骤四、获取区域内选取的各个震波采集点接收到震波的时刻，随后通过与地震产生震源的时刻获取到震波采集点接收到震波的时长，并标记为sci，通过公式zli＝sci×vi获取到各个震波采集点与震源的距离zli；
步骤五、随后将各个震波采集点在直角坐标系上进行标注，并以各个震波采集点为起点发射射线，对应射线的长度为1.1倍对应震波采集点与震源的距离zli，射线的方向均为震源方位，随后获取所有射线的交点，若交点数量为一个，则标记为震源位置，若交点数量大于1，则获取所有交点的纵波深度，将纵波深度最深的对应交点标记为震源位置。
进一步地，所述建筑检测单元用于分析震源位置周边的建筑物信息，从而在震源位置周边的建筑物中选择合适避难点，建筑物信息为建筑物最大纵波拉力应力承受值与最大横波剪切应力承受值，将建筑物标记为o，o＝1，2，……，m，m为正整数，具体分析选择过程如下：
步骤s1：获取到建筑物最大纵波拉力应力承受值，并将建筑物最大纵波拉力应力承受值标记为ylo；
步骤s2：获取到建筑物最大横波剪切应力承受值，并将建筑物最大横波剪切应力承受值标记为jqo；
步骤s3：获取到建筑物到震源位置的距离，并将建筑物到震源位置的距离标记为jlo；
步骤s4：通过公式
步骤s5：将建筑物的选择系数xo与选择系数阈值进行比较：
若建筑物的选择系数xo≥选择系数阈值，则判定建筑物适合做避难点，生成确定选择信号并将确定选择信号和避难点的位置发送至管理人员的无线设备终端；
若建筑物的选择系数xo＜选择系数阈值，则判定建筑物不适合做避难点，生成不合适信号并将不合适信号发送至管理人员的无线设备终端。
进一步地，所述等级判定单元用于分析地震发生数据，从而对地震进行等级判定，地震发生数据为地震面波最大地动位移、地震震中至地面的距离以及地动位移的相应周期，具体分析判定过程如下：
步骤ss1：获取到地震面波最大地动位移，并将地震面波最大地动位移标记为wy；
步骤ss2：获取到地震震中至地面的距离，并将地震震中至地面的距离标记为jl；
步骤ss3：获取到地动位移的相应周期，并将地动位移的相应周期标记为dt；
步骤ss4：通过公式
步骤ss5：将地震判定系数pd与k1和k2进行比较，k1和k2均为地震判定系数阈值，且k1＞k2：
若地震判定系数pd≥k1，则生成一级危险信号，并标记为一级地震，随后将一级危险信号和一级地震发送至管理人员的无线设备终端；
若k2＜地震判定系数pd＜k1，则生成二级危险信号，并标记为二级地震，随后将二级危险信号和二级地震发送至管理人员的无线设备终端；
若地震判定系数pd≤k2，则生成三级危险信号，并标记为三级地震，随后将三级危险信号和三级地震发送至管理人员的无线设备终端。
进一步地，所述地震预测单元用于分析环境信息，从而对地震进行预测，环境信号为抗拉数据、高度数据以及温度数据，抗拉数据为地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力，高度数据为地表岩石层内部地下水位高度值，温度数据为地表岩石层内部的温度上升速度，具体分析预测过程如下：
步骤l1：获取到地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力，并将地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力标记为csl；
步骤l2：获取到地表岩石层内部地下水位高度值，并将地表岩石层内部地下水位高度值标记为gdz；
步骤l3：获取到地表岩石层内部的温度上升速度，并将地表岩石层内部的温度上升速度标记为ssv；
步骤l4：通过公式
步骤l5：将地震预测系数yc与地震预测系数阈值进行比较：
若地震预测系数yc≥地震预测系数阈值，则判定地震预测系数高，生成危险信号，并将危险信号发送至管理人员的无线设备终端，管理人员接收到危险信号后，对产生危险信号的地理位置上居民进行疏散；
若地震预测系数yc＜地震预测系数阈值，则判定地震预测系数低，生成安全信号，并将安全信号发送至管理人员的无线设备终端。
进一步地，所述注册登录单元用于管理人员通过无线设备终端提交管理人员信息进行注册，并将注册成功的管理人员信息发送至数据库进行储存，管理人员信息包括管理人员的姓名、年龄、入职时间以及无线设备终端的频率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过震源搜寻定位单元对震波范围内进行震源搜寻定位，获取地震的震波范围，并震波范围标记为地震区域，随后选取地震区域内部的任意一点为原心建立直角坐标系；获取到地震产生震波到震波采集点的反应时长，通过反应时长的数值比较，确定震源所在位置的方位，并标记为震源方位；随后获取任意两个震波采集点之间的距离，随后获取两个震波采集点的间隔收集时长，通过公式进行除法运算，获取到震波的速度vi；随后将各个震波采集点在直角坐标系上进行标注，并以各个震波采集点为起点发射射线，对应射线的长度为1.1倍对应震波采集点与震源的距离zli，射线的方向均为震源方位，随后获取所有射线的交点，若交点数量为一个，则标记为震源位置，若交点数量大于1，则获取所有交点的纵波深度，将纵波深度最深的对应交点标记为震源位置；通过设置震波采集点，计算震波采集点的时间差计算出震源的方位，提高了震源检测的准确度，减小了计算误差；
2、本发明中，通过地震预测单元分析环境信息，从而对地震进行预测，获取到地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力、地表岩石层内部地下水位高度值以及地表岩石层内部的温度上升速度，通过公式获取到地震预测系数yc，将地震预测系数yc与地震预测系数阈值进行比较：若地震预测系数yc≥地震预测系数阈值，则判定地震预测系数高，生成危险信号，并将危险信号发送至管理人员的无线设备终端，管理人员接收到危险信号后，对产生危险信号的地理位置上居民进行疏散；若地震预测系数yc＜地震预测系数阈值，则判定地震预测系数低，生成安全信号，并将安全信号发送至管理人员的无线设备终端；对地震的发生进行预测，降低了地震对居民带来的伤害，提高了居民人身安全，减少不必要的伤害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种智能化地震震源搜寻定位系统，包括云管理平台、注册登录单元、数据库、震源搜寻定位单元、建筑检测单元、等级判定单元以及地震预测单元；
所述注册登录单元用于管理人员通过无线设备终端提交管理人员信息进行注册，并将注册成功的管理人员信息发送至数据库进行储存，管理人员信息包括管理人员的姓名、年龄、入职时间以及无线设备终端的频率；
所述震源搜寻定位单元用于对震波范围内进行震源搜寻定位，具体搜寻定位过程如下：
步骤一、获取地震的震波范围，并震波范围标记为地震区域，随后选取地震区域内部的任意一点为原心建立直角坐标系，且直角坐标系x轴的箭头朝向为地震区域的正东方向，y轴的箭头朝向为地震区域的正北方向；
步骤二、在地震区域内部设置若干个震波采集点，并标记为i，i＝1，2，……，n，n为正整数，随后获取区域边缘正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为边缘时刻，同时获取区域中心位置正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为中心时刻，随后将对应方位的中心时刻和对应方位边缘时刻进行比较，获取到地震产生震波到震波采集点的反应时长，通过反应时长的数值比较，确定震源所在位置的方位，并标记为震源方位；
步骤三、随后获取任意两个震波采集点之间的距离，并将任意两个震波采集点之间的距离标记为ji，随后获取两个震波采集点接收到震波的时刻，并通过时刻计算获取到两个震波采集点的间隔收集时长，并标记为ti；将任意两个震波采集点之间的距离ji与两个震波采集点的间隔收集时长ti通过公式
步骤四、获取区域内选取的各个震波采集点接收到震波的时刻，随后通过与地震产生震源的时刻获取到震波采集点接收到震波的时长，并标记为sci，通过公式zli＝sci×vi获取到各个震波采集点与震源的距离zli；
步骤五、随后将各个震波采集点在直角坐标系上进行标注，并以各个震波采集点为起点发射射线，对应射线的长度为1.1倍对应震波采集点与震源的距离zli，射线的方向均为震源方位，随后获取所有射线的交点，若交点数量为一个，则标记为震源位置，若交点数量大于1，则获取所有交点的纵波深度，将纵波深度最深的对应交点标记为震源位置；
所述建筑检测单元用于分析震源位置周边的建筑物信息，从而在震源位置周边的建筑物中选择合适避难点，建筑物信息为建筑物最大纵波拉力应力承受值与最大横波剪切应力承受值，将建筑物标记为o，o＝1，2，……，m，m为正整数，具体分析选择过程如下：
步骤s1：获取到建筑物最大纵波拉力应力承受值，并将建筑物最大纵波拉力应力承受值标记为ylo；
步骤s2：获取到建筑物最大横波剪切应力承受值，并将建筑物最大横波剪切应力承受值标记为jqo；
步骤s3：获取到建筑物到震源位置的距离，并将建筑物到震源位置的距离标记为jlo；
步骤s4：通过公式
步骤s5：将建筑物的选择系数xo与选择系数阈值进行比较：
若建筑物的选择系数xo≥选择系数阈值，则判定建筑物适合做避难点，生成确定选择信号并将确定选择信号和避难点的位置发送至管理人员的无线设备终端；
若建筑物的选择系数xo＜选择系数阈值，则判定建筑物不适合做避难点，生成不合适信号并将不合适信号发送至管理人员的无线设备终端；
所述等级判定单元用于分析地震发生数据，从而对地震进行等级判定，地震发生数据为地震面波最大地动位移、地震震中至地面的距离以及地动位移的相应周期，具体分析判定过程如下：
步骤ss1：获取到地震面波最大地动位移，并将地震面波最大地动位移标记为wy；
步骤ss2：获取到地震震中至地面的距离，并将地震震中至地面的距离标记为jl；
步骤ss3：获取到地动位移的相应周期，并将地动位移的相应周期标记为dt；
步骤ss4：通过公式
步骤ss5：将地震判定系数pd与k1和k2进行比较，k1和k2均为地震判定系数阈值，且k1＞k2：
若地震判定系数pd≥k1，则生成一级危险信号，并标记为一级地震，随后将一级危险信号和一级地震发送至管理人员的无线设备终端；
若k2＜地震判定系数pd＜k1，则生成二级危险信号，并标记为二级地震，随后将二级危险信号和二级地震发送至管理人员的无线设备终端；
若地震判定系数pd≤k2，则生成三级危险信号，并标记为三级地震，随后将三级危险信号和三级地震发送至管理人员的无线设备终端；
所述地震预测单元用于分析环境信息，从而对地震进行预测，环境信号为抗拉数据、高度数据以及温度数据，抗拉数据为地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力，高度数据为地表岩石层内部地下水位高度值，温度数据为地表岩石层内部的温度上升速度，具体分析预测过程如下：
步骤l1：获取到地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力，并将地表板块隙缝中岩石层的抗拉承受力标记为csl；
步骤l2：获取到地表岩石层内部地下水位高度值，并将地表岩石层内部地下水位高度值标记为gdz；
步骤l3：获取到地表岩石层内部的温度上升速度，并将地表岩石层内部的温度上升速度标记为ssv；
步骤l4：通过公式
步骤l5：将地震预测系数yc与地震预测系数阈值进行比较：
若地震预测系数yc≥地震预测系数阈值，则判定地震预测系数高，生成危险信号，并将危险信号发送至管理人员的无线设备终端，管理人员接收到危险信号后，对产生危险信号的地理位置上居民进行疏散；
若地震预测系数yc＜地震预测系数阈值，则判定地震预测系数低，生成安全信号，并将安全信号发送至管理人员的无线设备终端。
本发明工作原理：
一种智能化地震震源搜寻定位系统，在工作时，通过震源搜寻定位单元对震波范围内进行震源搜寻定位，获取地震的震波范围，并震波范围标记为地震区域，随后选取地震区域内部的任意一点为原心建立直角坐标系；在地震区域内部设置若干个震波采集点，并标记为i，i＝1，2，……，n，n为正整数，随后获取区域边缘正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为边缘时刻，同时获取区域中心位置正东、正南、正北以及正西的四个震波采集点接收到震波的时刻，并标记为中心时刻，随后将对应方位的中心时刻和对应方位边缘时刻进行比较，获取到地震产生震波到震波采集点的反应时长，通过反应时长的数值比较，确定震源所在位置的方位，并标记为震源方位；随后获取任意两个震波采集点之间的距离，随后获取两个震波采集点的间隔收集时长，通过公式进行除法运算，获取到震波的速度vi；
获取区域内选取的各个震波采集点接收到震波的时刻，随后通过与地震产生震源的时刻获取到震波采集点接收到震波的时长，并标记为sci，通过公式zli＝sci×vi获取到各个震波采集点与震源的距离zli；随后将各个震波采集点在直角坐标系上进行标注，并以各个震波采集点为起点发射射线，对应射线的长度为1.1倍对应震波采集点与震源的距离zli，射线的方向均为震源方位，随后获取所有射线的交点，若交点数量为一个，则标记为震源位置，若交点数量大于1，则获取所有交点的纵波深度，将纵波深度最深的对应交点标记为震源位置；通过设置震波采集点，计算震波采集点的时间差计算出震源的方位，提高了震源检测的准确度，减小了计算误差。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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