《基於事件語義的滑坡監測感測器數據集成研究》是依託同濟大學，由陳雯擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於事件語義的滑坡監測感測器數據集成研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳雯
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
地學感測器網路是當今滑坡監測的重要手段之一，研究分散式異構綜合監測環境下的數據集成方法對滑坡預警及應急決策具有重大意義。現有感測器數據集成或採用制定數據標準來進行句法統一、或從生數據（Raw Data）的層次進行語義集成，尚未達到真正無縫、且缺乏與地學現象的關在線上制，導致各感測器的協同工作能力較弱，且觀測網對環境的感知能力不強。針對以上問題，本課題提出從事件語義的角度進行感測器數據集成的思路。首先，以感測器本體和時空本體為基礎，建立滑坡監測數據集成事件模型；其次，以複雜事件處理為關鍵技術，結合定量滑坡預報模型和定性判定規則，探討監測數據與滑坡地學複雜事件的自動關聯方法；最後，綜合上述模型和關聯方法，設計並開發面向滑坡監測的地學感測器語義中間件。本課題的研究成果可以有效的提高多個異構地學感測器乃至多個異構感測器網路的協同工作能力，同時大幅度增強感測器網路的感知能力。
結題摘要
針對目前感測器數據集成仍處於低級別語義層次的現狀，項目組構建了滑坡監測感測器數據事件語義集成框架，並對其中的關鍵技術進行了探討。項目執行三年期間，主要研究成果包括六個方面。（1）歷史滑坡數據收集及滑坡觀測數據採集。通過對官方資料、新聞報導，學術文章，統計年鑑和其他災害資料庫的整理收集了1949-2011年共1221個歷史滑坡事件信息，並基於谷歌的公共雲計算平台探討了新中國滑坡資料庫的開發、可視化及分析；搭建滑坡災害監測多感測器網路模擬實驗平台，採集了5次模擬降雨實驗的觀測數據；以四川省理縣西山村滑坡為觀測對象，構建了滑坡多源感測器立體觀測網路，為語義集成框架的實際套用奠定了數據基礎。（2）感測器數據預處理算法研究。探討了利用高速立體圖像序列的滑坡形變提取方法，為滑坡過程中的巨觀跡象識別提供了重要手段，也為滑坡機制和過程的研究提供了一手資料；研究了基於分類加權約束GIHS 變換的WorldView-2影像融合技術，在提高影像空間解析度的同時實現了光譜的高保真度，為滑坡識別提供了技術支持；為提高滑坡微小形變監測精度，研究了GNSS定位測姿算法，重點探討了半天球模型圖、恆星日濾波和高級恆星日濾波等多路徑誤差消除方案，為滑坡監測套用時的誤差消除模型選擇提供了科學依據。（3）降雨型滑坡地學事件梳理。通過文獻調研、並結合模擬實驗監測數據，梳理了早期的降雨、中期的降雨入滲、中後期的形變事件及各類事件的子事件。（4）地學事件與觀測數據語義關聯規則建立。結合定性的地學事件和降雨經驗模型、齋藤模型以及水土特徵曲線函式等定量分析方法，以相機、加速度計以及孔隙水壓數據為數據源，建立了監測數據和事件之間的關聯。（5）基於複雜事件處理框架的滑坡地學事件形式化表達研究。以開源事件引擎Esper為基礎，完成了複雜事件的定義和模式匹配發現過程。（6）相關軟體研發。基於以上數據預處理、監測數據和事件之間的關聯規則以及事件的形式化表達研究，設計並開發了面向滑坡監測感測器網路的語義中間件。本項目的工作為語義感測器網路在災害監測方面的套用提供了方法和案例參考。
