智能手机GPS众包,可提前几秒知道地震
2015-04-15 291次浏览 编辑:
从圣安德雷亚斯断层穿过加利福尼亚一直到人口密集的亚洲南部,数亿人口都居住在地震高发区。由于科学监控网络成本高昂,多数地区都不会收到地震提前预警,而就是这几秒钟的时间往往就能拯救生命。
但近日,由美国地质调查局,NASA和两所大学发现,手机除了通讯作用,还可以作为地震预警的工具。目前这项研究报告已经公开发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。
报告称,利用低成本的GPS众包方式,再加上全球大约10亿智能手机中内置的GPS信息,能够监测到大地震开始前由断层运动造成的地面运动,从而快速触发电子警报。

2014年8月,美国加州纳帕山谷,遭遇地震后的Vintner's Collective酒馆
在遭受地震之前就能监测到地震的来临,这个问题在地震预警系统中尤为重要。即使这种由智能手机发出的警报系统可能没有传统的科学仪器那样精准,也不如GPS地面基站和全球导航卫星系统(GNSS)得到的数据那样可靠,但这个系统的成本很低,对于那些承受不起太高价格的国家或地区来说最为适用,因为精准系统的建立和维护成本要达到百万级别。
这项研究表明,像巴基斯坦和印度尼西亚这样的地震高发区,也能像发展国家一样拥有地震预警系统,同时成本低廉。
智能手机上的GNSS数据可以预警大型的地震,包括断层沿线土地的突然位移。但对于小型的仍有破坏力的地震还不能进行预警。

美国硅谷卡内基梅隆大学的鲍伯·安努奇(Bob Iannucci)说:“从统计学上看,大量不太精确的仪器能帮助生成更加精确的检测。将智能手机群体作为一种分布式传感网络有着广泛的应用,包括让没有科学仪器网络的地区受益。”
研究人员利用2011年日本9.0级地震的真实数据,加以7.0级地震的模拟进行测试。结果表明,如果覆盖范围密集,那么不到5000部智能手机的数据就可以快速被分析,从而向人们发送警报。
但目前存在的一个问题是,这种众包地震预警网络可能牵扯到手机的软硬件。研究表明,每台手机是否能传回数据,要看手机的操作系统以及手机生产商允许访问原始数据的等级,这是一个挑战。
有一个解决办法就是,政府或相关部门要求手机生产商根据地震预警的配置来改变软硬件或访问等级,但同时也不影响用户的正常使用。
美国地质调查局经过多年的研发,目前已经建立了一个名为“ShakeAlert”的系统,专门针对西海岸沿线的大小型地震进行预警,但这套系统的成本较高。
研究发现,中南美、加勒比海、太平洋沿岸和南亚地区有很大面积的地震高发区,但目前这些地区都还没有接收地震预警的能力。
除了传统的科学手法,这种众包方式已经越来越多地被利用并且应该得到重视。在有限的预算下,众包也许是建立,管理和运营预警系统的最重要的组成部分。
目前这套系统已经开始在智利进行测试。测试将在单个智能手机传感器和智利海岸沿线的科学级传感器的共同作用下进行。

《科学进展》(Science Advances)是国际顶级杂志《科学》(Science)在2014年9月出版的数字化开放获取杂志 。它是涵盖所有学术领域,包括计算机、工程、环境、生命、数学、物理以及社会科学的综合性科学刊物,旨在提供一个顶级的科学研究出版平台,快速发表在整个科学研究领域的高水平且在相关领域有重要进展的研究工作。

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