[发明专利]地下水蓄变监测预警系统

权利要求书

1.一种地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，包括：地下水蓄变监测模块以及地下水位预警模块；其中，

所述地下水蓄变监测模块用于获取目标区域的卫星雷达数据以及重力卫星数据，并基于所述卫星雷达数据对所述重力卫星数据进行约束，对所述目标区域的地下水储水量变化进行监测；

所述地下水位预警模块用于获取所述目标区域的地下水井水位时间序列观测数据，并基于地下水井水位时间序列观测数据以及地下水井水位观测模型，对所述目标区域内的地下水井水位变化进行异常判断，若判断的结果为所述地下水井水位变化出现异常，则发出所述目标区域的地下水井水位预警信息；

其中，所述地下水井水位观测模型基于携带有地下水井水位变化异常时间标签的历史地下水井水位时间序列观测数据训练得到。

2.根据权利要求1所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述地下水蓄变监测模块包括：

地面沉降数据确定单元，用于基于所述卫星雷达数据，采用合成孔径雷达干涉测量技术确定地面沉降数据；所述地面沉降数据包括地面沉降区域以及地面沉降量；

初始变化量确定单元，用于基于所述重力卫星数据，反演得到所述地面沉降区域的地下水储水量的初始变化量；

监测单元，用于基于所述初始变化量与所述地面沉降量之间的相关关系，对所述地下水储水量变化进行监测。

3.根据权利要求2所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述地面沉降数据确定单元，用于：

将所述卫星雷达数据进行数据聚焦，得到单视复型数据；

基于所述单视复型数据，采用辅助数字高程模型或几何去除的方式，生成平地干涉图；

基于所述平地干涉图，确定所述地面沉降数据。

4.根据权利要求2所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述初始变化量确定单元，用于：

基于所述重力卫星数据，反演得到陆地水总储量变化量；

基于所述陆地水总储量变化量以及GLDAS同化系统数据，确定所述初始变化量。

5.根据权利要求1所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述重力卫星数据包括Level2级球谐系数重力场模型数据；

相应地，所述地下水蓄变监测模块还包括数据处理模块，用于：

对所述Level2级球谐系数重力场模型数据进行数据预处理和数据后处理；

所述数据预处理包括静态场扣除处理以及低阶项替换；

所述数据后处理包括高斯平滑处理以及去相关滤波。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述地下水位预警模块，包括：

特征提取单元，用于将所述地下水井水位时间序列观测数据输入至所述地下水井水位观测模型的特征提取层，由所述特征提取层基于注意力机制确定所述地下水井水位变化的时空语义特征；

特征恢复单元，用于将所述时空语义特征输入至所述地下水井水位观测模型的特征恢复层，得到所述特征恢复层输出的所述地下水井水位变化信息；

决策单元，用于将所述地下水位变化信息输入至所述地下水井水位观测模型的地下水阈值决策层，得到所述地下水阈值决策层输出的所述判断的结果。

7.根据权利要求6所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述注意力机制包括空间注意力机制和/或通道注意力机制。

8.根据权利要求6所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述地下水位预警模块还包括发送单元，所述发送单元与所述目标区域内的终端设备通信连接，所述发送单元用于：

向所述终端设备发送所述地下水井水位预警信息。

9.根据权利要求8所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述发送单元与所述目标区域内的终端设备通过5G网络通信连接。

10.根据权利要求6所述的地下水蓄变监测预警系统，其特征在于，所述决策单元具体用于：

基于所述地下水阈值决策层，将所述地下水位变化信息与地下水位变化阈值进行比较；

若比较的结果为所述地下水位变化信息大于或等于所述地下水位变化阈值，则确定所述判断的结果为地下水井水位变化出现异常；

否则，确定所述判断的结果为地下水井水位变化正常。