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智能手機GPS眾包,可提前幾秒知道地震

文章出處:未知人氣:167發(fā)布日期:2020-05-09 09:00
從圣安德雷亞斯斷層穿過加利福尼亞一直到人口密集的亞洲南部,數(shù)億人口都居住在地震高發(fā)區(qū)。由于科學(xué)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)成本高昂,多數(shù)地區(qū)都不會收到地震提前預(yù)警,而就是這幾秒鐘的時間往往就能拯救生命。
但近日,由美國地質(zhì)調(diào)查局,NASA和兩所大學(xué)發(fā)現(xiàn),手機除了通訊作用,還可以作為地震預(yù)警的工具。目前這項研究報告已經(jīng)公開發(fā)表在《科學(xué)進展》(Science Advances)雜志上。
報告稱,利用低成本的GPS眾包方式,再加上全球大約10億智能手機中內(nèi)置的GPS信息,能夠監(jiān)測到大地震開始前由斷層運動造成的地面運動,從而快速觸發(fā)電子警報。
 
2014年8月,美國加州納帕山谷,遭遇地震后的Vintner's Collective酒館
在遭受地震之前就能監(jiān)測到地震的來臨,這個問題在地震預(yù)警系統(tǒng)中尤為重要。即使這種由智能手機發(fā)出的警報系統(tǒng)可能沒有傳統(tǒng)的科學(xué)儀器那樣精準,也不如GPS地面基站和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)得到的數(shù)據(jù)那樣可靠,但這個系統(tǒng)的成本很低,對于那些承受不起太高價格的國家或地區(qū)來說最為適用,因為精準系統(tǒng)的建立和維護成本要達到百萬級別。
這項研究表明,像巴基斯坦和印度尼西亞這樣的地震高發(fā)區(qū),也能像發(fā)展國家一樣擁有地震預(yù)警系統(tǒng),同時成本低廉。
智能手機上的GNSS數(shù)據(jù)可以預(yù)警大型的地震,包括斷層沿線土地的突然位移。但對于小型的仍有破壞力的地震還不能進行預(yù)警。
 
美國硅谷卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的鮑伯·安努奇(Bob Iannucci)說:“從統(tǒng)計學(xué)上看,大量不太精確的儀器能幫助生成更加精確的檢測。將智能手機群體作為一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)有著廣泛的應(yīng)用,包括讓沒有科學(xué)儀器網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)受益。”
研究人員利用2011年日本9.0級地震的真實數(shù)據(jù),加以7.0級地震的模擬進行測試。結(jié)果表明,如果覆蓋范圍密集,那么不到5000部智能手機的數(shù)據(jù)就可以快速被分析,從而向人們發(fā)送警報。
但目前存在的一個問題是,這種眾包地震預(yù)警網(wǎng)絡(luò)可能牽扯到手機的軟硬件。研究表明,每臺手機是否能傳回數(shù)據(jù),要看手機的操作系統(tǒng)以及手機生產(chǎn)商允許訪問原始數(shù)據(jù)的等級,這是一個挑戰(zhàn)。
有一個解決辦法就是,政府或相關(guān)部門要求手機生產(chǎn)商根據(jù)地震預(yù)警的配置來改變軟硬件或訪問等級,但同時也不影響用戶的正常使用。
美國地質(zhì)調(diào)查局經(jīng)過多年的研發(fā),目前已經(jīng)建立了一個名為“ShakeAlert”的系統(tǒng),專門針對西海岸沿線的大小型地震進行預(yù)警,但這套系統(tǒng)的成本較高。
研究發(fā)現(xiàn),中南美、加勒比海、太平洋沿岸和南亞地區(qū)有很大面積的地震高發(fā)區(qū),但目前這些地區(qū)都還沒有接收地震預(yù)警的能力。
除了傳統(tǒng)的科學(xué)手法,這種眾包方式已經(jīng)越來越多地被利用并且應(yīng)該得到重視。在有限的預(yù)算下,眾包也許是建立,管理和運營預(yù)警系統(tǒng)的最重要的組成部分。
目前這套系統(tǒng)已經(jīng)開始在智利進行測試。測試將在單個智能手機傳感器和智利海岸沿線的科學(xué)級傳感器的共同作用下進行。
 
《科學(xué)進展》(Science Advances)是國際頂級雜志《科學(xué)》(Science)在2014年9月出版的數(shù)字化開放獲取雜志 。它是涵蓋所有學(xué)術(shù)領(lǐng)域,包括計算機、工程、環(huán)境、生命、數(shù)學(xué)、物理以及社會科學(xué)的綜合性科學(xué)刊物,旨在提供一個頂級的科學(xué)研究出版平臺,快速發(fā)表在整個科學(xué)研究領(lǐng)域的高水平且在相關(guān)領(lǐng)域有重要進展的研究工作。
 
   
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