海啸预测方法以及装置、海啸预警方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供海啸预测方法以及装置、海啸预警方法以及装置。该海啸预测方法包括：数据获取步骤，获取海啸传播区域的空间数据；传播时间计算步骤，根据所获取的数据，计算出相邻网格之间的传播时间并存储；到达时间计算步骤，根据相邻网格之间的传播时间，获得待选网格组中的各网格的到达时间，根据待选网格组中的各网格的到达时间的最小值，从待选网格组中选择下一步子波源，从而计算出海啸到达海啸传播区域中的每个网格的到达时间，其中，待选网格组是可能作为子波源的网格的集合；以及输出步骤，输出海啸传播区域中的各网格的到达时间。根据本发明专利技术，能够进行快速的海啸预测、预警。

Tsunami prediction method and device, tsunami warning method and device

The invention provides a tsunami prediction method and device, a tsunami warning method and a device. The tsunami forecast method includes: data acquisition step, spatial data acquisition regional tsunami propagation; propagation time calculation step, according to the obtained data, calculate the propagation time between adjacent grid and storage; arrival time calculation step, according to the propagation time between adjacent grids, each grid was selected in the group arrival time, according to the minimum value of each grid to be selected in the grid group arrival time, from the selected grid group to choose the next step source, to calculate the tsunami arrival at each grid area spread in the tsunami arrival time, which is to be selected as a set of grid grid group may sub source and output; step, each grid output tsunami propagation in the area of arrival time. According to the present invention, it is possible to carry out rapid tsunami prediction and early warning.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海啸预测方法以及装置、海啸预警方法以及装置，尤其涉及基于海啸传播时间的海啸预测方法以及装置。
技术介绍
海啸通常会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失。因此，对海啸的到达时间进行准确的预测，并基于海啸预测结果进行及时的预警，可以有效地降低经济损失和人员伤亡。当前，通常，通过计算海啸传播时间来分析海啸的传播过程。计算海啸传播时间时需要用到海洋深度的网格数据。在非专利文献1中，从运动学的角度进行了考虑，认为海啸波的传播遵循惠更斯原理。当海啸波行进时，波前上的每一点都可视为新的点波源。海啸波在大洋中的传播速度近似为地球上任两点间的距离公式为：其中θ1，θ2是经度，是纬度，R是地球半径。设O是子波源，A是O邻域上的网格，那么O到格点A的传播时间为 t = 2 ρ v O + v A - - - ( 2 ) ]]>从而可以计算出子波源到其邻域任意网格上的传播时间。由于海洋深度数据为矩形网格形式，在这种数据格式下，每个网格都有一个N×N邻域，假定波前上的网格作为子波源的影响范围是它的N×N邻域。对于子波源N×N邻域上的网格，如果经子波源的到达的时间小于该网格原来的时间，那么用小的时间值替代该网格的时间。在非专利文献2中，认为海啸波是浅水波，满足浅水波方程，通过有限差分方法求解浅水波方程，由此计算出了海啸的传播时间。非专利文献1：Shokin，Yu.I.，Chubarov，L.B.，Novikov，V.A.，and Sudakov，A.N.：Calculations of Tsunami Travel Time Charts in the PacificOcean-Models，Algorithms，Techniques，Results，Sci.TsunamiHazards，5，85-122，1987.非专利文献2：I.V.Fine and R.E.Thomson.A wavefrontorientation method for precise numerical.determination of tsunami travel time.Nat.Hazards Earth Syst.Sci.，13，2863-2870，2013.
技术实现思路
然而，由于用于预测海啸的基础数据非常庞大、而且目前用于计算海啸的到达时间的方法比较复杂，运算量非常大，因此需要很长的计算时间。从而，虽然可以用于海啸的事后分析，但是很难在海上发生地震之后马上用于进行海啸的预测。另外，难以在普通的小型计算机上进行海啸预测。也就是说，无法满足应对灾害的有关部门快速地预测海啸的传播并及时发布预警信息的需求。另外，灾害应对相关部门需要配备大型的、专用的计算设备，要求投入较大的成本。因此，本专利技术提供一种快速的海啸预测方法。该海啸预测方法还能够在普通的小型计算机上执行。本专利技术的第一方式提供了一种海啸预测方法，该方法包括：数据获取步骤，获取海啸传播区域的空间数据；传播时间计算步骤，根据所获取的数据，计算出相邻网格之间的传播时间并存储；到达时间计算步骤，根据所述相邻网格之间的传播时间，获得待选网格组中的各网格的到达时间，根据所述待选网格组中的各网格的到达时间的最小值，从所述待选网格组中选择下一步子波源，从而计算出海啸到达所述海啸传播区域中的每个网格的到达时间，其中，所述待选网格组是可能作为子波源的网格的集合；以及输出步骤，输出所述海啸传播区域中的各网格的所述到达时间。本专利技术还提供了第二方式，该第二方式是如第一方式所述的海啸预测方法，其中，在所述到达时间计算步骤中，针对每个子波源，将该子波源
的相邻网格加入待选网格组中，在选择下一步子波源之后，从待选网格组中删除已经被选为下一步子波源的网格，循环执行上述操作直到待选网格组中没有网格。本专利技术还提供了第三方式，该第三方式是如第一或第二方式所述的海啸预测方法，其中，在所述到达时间计算步骤中，在所述待选网格组中选择到达时间最小的网格作为下一步子波源。本专利技术还提供了第四方式，该第四方式是如第一至第三方式中的任一方式所述的海啸预测方法，其中，所述到达时间计算步骤包括：初始化步骤，设置用于存储所述海啸传播区域中的所有网格的到达时间的二维数组，并进行初始化，将除了震中以外的所有网格的到达时间初始化为无穷大的值，且选择震中为初始的子波源；待选网格组添加步骤，将子波源的相邻网格放入所述待选网格组中，读入在传播时间计算步骤中存储的从子波源到相邻网格的传播时间；到达时间更新步骤，当相邻网格的到达时间大于子波源的到达时间和从子波源到该相邻网格的传播时间的和值时，将该相邻网格处的到达时间更新为所述和值；下一步子波源选取步骤，在所述待选网格组中选择到达时间最小的网格作为下一步子波源；待选网格组更新步骤，从待选网格组中删除已经被选为下一步子波源的网格；当待选网格组的个数为1以上时，重复执行所述待选网格组添加步骤、到达时间更新步骤、下一步子波源选取步骤、待选网格组更新步骤。本专利技术还提供了第五方式，该第五方式是如第一或第二方式中的任一方式所述的海啸预测方法，其中，在所述到达时间计算步骤中，根据所有相邻网格之间的传播时间的最小值和待选网格组中的到达时间的最小值，选择多个网格作为下一步子波源。本专利技术还提供了第六方式，该第六方式是如第一、第二、第五方式中的任一方式所述的海啸预测方法，其中，所述到达时间计算步骤包括：初始化步骤，设置用于存储所述海啸传播区域中的所有网格的到达时间的二维数组，并进行初始化，将除了震中以外的所有网格的到达时间初始化为无穷大的值，且选择震中为初始的子波源；最小值计算步骤，计算所有相邻网格之间的传播时间的最小值；待选网格组添加步骤，将该子波源的相
邻网格放入所述待选网格组中，读入在传播时间计算步骤中存储的从子波源到相邻网格的传播时间；到达时间更新步骤，当相邻网格的到达时间大于子波源的到达时间和从子波源到该相邻网格的传播时间的和值时，将该相邻网格处的到达时间更新为所述和值；下一步子波源选取步骤，根据所述所有相邻网格之间的传播时间的最小值和待选网格组中的到达时间的最小值，选择多个网格作为下一步子波源；待选网格组更新步骤，从待选网格组中删除已经被选为下一步子波源的网格；当待选网格组的个数为1以上时，重复执行所述待选网格组添加步骤、到达时间更新步骤、下一步子波源选取步骤、待选网格组更新步骤。本专利技术还提供了第七方式，该第七方式是如第六方式所述的海啸预测方法，其中，在所述下一步子波源选取步骤中，选择到达时间小于所有相邻网格之间的传播时间的最小值和待选网格组中的到达时间的最小值的和值的网格为下一步子波源。本专利技术还提供了第八方式，该第八方式是如第四或第六方式所述的海啸预测方法，其中，在所述待选网格组添加步骤中，仅将子波源的相邻网格之中位于海洋且到达时间大于上一步子波源的到达时间的网格本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海啸预测方法，其特征在于，包括：数据获取步骤，获取海啸传播区域的空间数据；传播时间计算步骤，根据所获取的数据，计算出相邻网格之间的传播时间并存储；到达时间计算步骤，根据所述相邻网格之间的传播时间，获得待选网格组中的各网格的到达时间，根据所述待选网格组中的各网格的到达时间的最小值，从所述待选网格组中选择下一步子波源，从而计算出海啸到达所述海啸传播区域中的每个网格的到达时间，其中，所述待选网格组是可能作为子波源的网格的集合；以及输出步骤，输出所述海啸传播区域中的各网格的所述到达时间。

【技术特征摘要】
1.一种海啸预测方法，其特征在于，包括：数据获取步骤，获取海啸传播区域的空间数据；传播时间计算步骤，根据所获取的数据，计算出相邻网格之间的传播时间并存储；到达时间计算步骤，根据所述相邻网格之间的传播时间，获得待选网格组中的各网格的到达时间，根据所述待选网格组中的各网格的到达时间的最小值，从所述待选网格组中选择下一步子波源，从而计算出海啸到达所述海啸传播区域中的每个网格的到达时间，其中，所述待选网格组是可能作为子波源的网格的集合；以及输出步骤，输出所述海啸传播区域中的各网格的所述到达时间。2.如权利要求1所述的海啸预测方法，其特征在于，在所述到达时间计算步骤中，针对每个子波源，将该子波源的相邻网格加入待选网格组中，在选择下一步子波源之后，从待选网格组中删除已经被选为下一步子波源的网格，循环执行上述操作直到待选网格组中没有网格。3.如权利要求2所述的海啸预测方法，其特征在于，在所述到达时间计算步骤中，在所述待选网格组中选择到达时间最小的网格作为下一步子波源。4.如权利要求2所述的海啸预测方法，其特征在于，在所述到达时间计算步骤中，根据所有相邻网格之间的传播时间的最小值和待选网格组中的到达时间的最小值，选择多个网格作为下一步子波源。5.一种海啸预警方法，其特征在于，包括：权利要求1至4中的任一项所述的海啸预测方法；以及预警步骤，根据所述海啸预测方法的输出结果，对到达时间小于预定的阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏国锋，陈涛，袁宏永，吕栋亮，陈涛，黄全义，陈建国，李志鹏，
申请(专利权)人：清华大学，北京辰安科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11