本发明涉及自然灾害
技术领域：
，具体涉及一种监测准确的自然环境监测系统。
背景技术：
：我国是一个自然灾害多发的国家，现有的自然灾害预警系统存在预警方式单一，预警不准确的问题。无线传感器网络由能感知或检测物理环境的感应节点组成，已经成为信息
技术领域：
的研究热点。构成传感网络的各种节点虽然体积小、处理能力和各种资源有限,但是它们跟传统的传感器比较起来有一个最大的特点：那就是价格更加便宜，而且往往要便宜一个数量级以上，因此能够用在需要大规模部署的环境之中。另一方面，这些传感器节点虽然资源受限且价格便宜，但是功能上面却比较全面，它们可以通过测量和感知，不断地从环境中获得信息，经过处理之后可以把采集到的数据传递给用户，为用户进行各种决策提供依据。为了充分提高无线传感器数据的可用性，对无线传感器节点进行准确定位成为关键。技术实现要素：针对上述问题，本发明旨在提供一种监测准确的自然环境监测系统。本发明的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种监测准确的自然环境监测系统，包括卫星预警子系统、无线传感器预警子系统、数据处理子系统和预警装置，所述卫星预警子系统采用遥感卫星采集监测区域的数据，并将采集的数据发送至数据处理子系统，所述无线传感器预警子系统采用无线传感器网络采集监测区域数据，并将采集的数据发送至数据处理子系统，所述数据处理子系统用于根据遥感卫星和无线传感器网络采集的数据评估自然灾害发生情况，所述预警装置与所述数据处理子系统相连，用于根据评估结果进行预警。本发明的有益效果为：采用遥感卫星和无线传感器网络对监测区域数据进行采集，实现了自然灾害的准确预警。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本发明的结构示意图；附图标记：卫星预警子系统1、无线传感器预警子系统2、数据处理子系统3、预警装置4。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。参见图1，本实施例的一种监测准确的自然环境监测系统，包括卫星预警子系统1、无线传感器预警子系统2、数据处理子系统3和预警装置4，所述卫星预警子系统1采用遥感卫星采集监测区域的数据，并将采集的数据发送至数据处理子系统3，所述无线传感器预警子系统2采用无线传感器网络采集监测区域数据，并将采集的数据发送至数据处理子系统3，所述数据处理子系统3用于根据遥感卫星和无线传感器网络采集的数据评估自然灾害发生情况，所述预警装置4与所述数据处理子系3统相连，用于根据评估结果进行预警。本实施例采用遥感卫星和无线传感器网络对监测区域数据进行采集，实现了自然灾害的准确预警。优选的，所述无线传感器子系统2包括建模模块、定位模块、评估模块和数据采集模块，所述建模模块用于确定无线传感器节点的信号传播模型，所述定位模块用于根据信号传播模型对无线传感器网络中待定位传感器节点进行定位，获取定位结果，所述评估模块用于对所述定位模块的定位结果进行评估，所述数据采集模块用于根据传感器定位结果采集相应位置的数据。所述建模模块用于确定无线传感器节点的信号传播模型，具体为：采用下式确定无线传感器节点的信号传播模型：式中，rl(d)表示接收点信号接收强度，d表示发射点到接收点的距离，d0表示参考距离，rl0表示在参考距离d0下的接收点的信号接收强度，β表示衰减因子，表示噪声，所述噪声是均值为0、标准差为σn的高斯分布的随机变量；无线传感器网络信号是一种电磁波信号，一方面，其在传播过程中会被传播介质吸收部分能量，信号强度会随距离成指数衰减，另一方面，信号传播过程中会存在噪声，本优选实施例信号传播模型充分考虑到信号的衰减和噪声的存在，能够得到更为准确的信号接收强度，为后续获得无线传感器节点的准确定位奠定基础。优选的，所述定位模块包括一次处理子模块、二次处理子模块、三次处理子模块和定位子模块，所述一次处理子模块用于确定实际距离为d的条件下信号接收强度为rl的条件概率分布，所述二次处理子模块用于根据测量得到的信号接收强度确定测量距离，所述三次处理子模块用于根据所述条件概率分布和测量距离确定测量距离为ds的条件下实际距离为d的概率，所述定位子模块用于根据测量距离为ds的条件下实际距离为d的概率确定待定位无线传感器节点位置；所述一次处理子模块用于确定实际距离为d的条件下信号接收强度为rl的条件概率分布，具体为：根据信号传播模型，确定实际距离为d的条件下信号接收强度为rl的条件概率分布：式中，p(rl|d)表示实际距离为d的条件下信号接收强度为rl的条件概率分布；所述二次处理子模块用于根据测量得到的信号接收强度确定测量距离，具体为：采用下式确定信号接收强度测量模型，其中，rl1(ds)表示测量得到的信号接收强度，ds表示测量得到的距离，根据信号接收强度测量值确定测量距离，所述三次处理子模块用于根据所述条件概率分布和测量距离确定测量距离为ds的条件下实际距离为d的概率，具体为：用p(d|ds)表示在测量距离为ds的条件下实际距离为d的概率，根据p(rl|d)和ds确定p(d|ds)：式中，p(d)表示实际距离为d的先验概率，p(ds)表示测量距离为ds的先验概率；所述定位子模块用于根据测量距离为ds的条件下实际距离为d的概率确定待定位无线传感器节点位置，具体为：用表示(x,y)待定位无线传感器节点位置，假设总共有n个信标节点参与定位，第i个信标节点发送过来的定位信息用三元组(xi,yi,ds,i)表示，(xi,yi)表示第i个信标节点的位置坐标，ds,i表示待定位节点与第i个信标节点的测量距离，由于有n个信标节点，相当于n个随机事件独立发生，待定位无线传感器节点定位结果采用下式确定：式中，(x＇,y′)表示待定位无线传感器节点定位结果，表示待定位无线传感器节点到第i个信标节点的实际距离di，p(di|ds,i)表示在测量距离为ds,i的条件下实际距离为di的概率。现有的无线传感器定位多采用三遍测量法和三角测量法，但这些定位方法定位精度低，无法满足精确定位的需求，本优选实施例通过一次处理子模块、二次处理子模块和三次处理子模块，为后续定位子模块对待定位无线传感器节点进行精确定位奠定了基础，且该定位方法具有计算量小，节约计算资源的优点。采用本发明监测准确的自然环境监测系统进行自然灾害预警，选取5个区域进行实验，分别为区域1、区域2、区域3、区域4、区域5，对预警准确率和预警效率进行统计，同现有自然灾害预警系统相比，产生的有益效果如下表所示：预警准确率提高预警效率提高区域129％27％区域227％26％区域326％26％区域425％24％区域524％22％最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页12