[发明专利]基于高分卫星的城市安全监测预警系统及方法

权利要求书

1.基于高分卫星的城市安全监测预警系统，其特征在于：包括十字基准架(1)、水平杆(2)、底壳(3)、恒定球(4)、聚光罩(5)、顶壳(6)、电路盒(7)、螺钉(8)；

所述十字基准架(1)为相互垂直的两件长方形板构成的十字形板，所述十字基准架(1)的中心距离四个端部的距离相等；所述十字基准架(1)的四个端部圆角处理，四个端部上垂直于十字平面均贯穿有通孔，所述螺钉(8)穿过通孔将十字基准架(1)安装在墙壁的竖面上；

所述十字基准架(1)的十字中心的外侧面上，向外伸出中心轴线水平的圆柱状的水平杆(2)；

所述水平杆(2)的外端设有顶部开口的半球壳形的底壳(3)，所述底壳(3)由两层材料组成，内层为底壳透光内层(301)，外层为底壳遮光外层(302)；在所述底壳透光内层(301)的底部的外球面上，均匀分布有多件光敏元件(303)，所述底壳透光内层(301)在光敏元件(303)所在位置的材质为透明材质，其余区域为不透光材质；所述底壳遮光外层(302)的材质不透光；

多件所述光敏元件(303)在底壳透光内层(301)上的排布划分为纵横两列，纵向列的排布平行于十字基准面的外侧竖面，横向列的排布平行于水平杆(2)的中心轴线所在的竖直面；相邻光敏元件(303)与底壳(3)的几何球心的连线的夹角均相等；

所述底壳透光内层(301)的底部中心处的光敏元件(303)为起始光敏元件(3031)；

所述恒定球(4)为顶部加工为平面的球状体，沿着所述恒定球(4)的中心轴线贯穿开设细圆柱形的导光孔(401)，所述导光孔(401)的内圆柱面为镜面；所述聚光罩(5)为底部开口的透明的半球壳形，对准导光孔(401)粘贴在恒定球(4)的顶部平面中央处，将导光孔(401)的顶端开口密封；

所述恒定球(4)放置于底壳(3)内，所述恒定球(4)的重心集中在底端，所述恒定球(4)的外球面和底壳(3)、顶壳(6)的内球面之间涂有润滑油，所述恒定球(4)的导光孔(401)，在底壳(3)和顶壳(6)组成的球形内腔中始终保持竖直状态；

所述底壳(3)随着建筑物墙壁的倾斜而转动后，所述恒定球(4)的导光孔的底端对准的光敏元件(303)为终点光敏元件(3032)；

所述顶壳(6)为底部开口的半球壳形，所述顶壳(6)的顶部区域为透明材质加工的透明区域(601)，所述顶壳(6)的其它区域为不透光材质；所述顶壳(6)和底壳(3)构成完整的球形壳体；所述顶壳(6)的底部开口端面上，环绕其中心轴线开设有环形槽，所述底壳(3)的顶部开口端面上，环绕其中心轴线设有环形台，所述环形台恰好卡扣进环形槽中；所述顶壳(6)和底壳(3)的接触面上均涂有密封胶；

所述电路盒(7)螺装在十字基准架(1)上，所述电路盒(7)的顶部伸出有通信天线(701)；所述电路盒(7)中装有光线检测电路、处理器和通信电路；

所述十字基准架(1)与水平杆(2)的连接处，设有三角板状的加固筋(101)；

所述加固筋(101)的两个直边所在的矩形面，一个与十字基准架(1)的外侧竖面连接，一个与水平杆(2)的圆柱面连接；

所述聚光罩(5)的内侧球面的球径等于导光孔(401)的孔径；

当恒定球(4)的导光孔(401)底端对准起始光敏元件(3031)时，所述顶壳(6)的透明区域恰好完全覆盖恒定球(4)的顶部水平面区域；

所述恒定球(4)的顶部的平面所在圆形外径小于恒定球(4)的几何球径；

所述恒定球(4)的几何球径，小于顶壳(6)和底壳(3)构成的球形内腔的球径的1.95～2.05mm；

所述光敏元件(303)采用硅光电池。

2.根据权利要求1所述的基于高分卫星的城市安全监测预警系统，其特征在于：所述顶壳（6）中的透明区域(601)替换为LED光源，以在监测墙壁方位的光照条件不良的情况下使用。

3.一种利用权利要求1-2任一项所述的基于高分卫星的城市安全监测预警系统的城市安全监测预警方法，其特征在于：

S1，利用对比不同时间点高分卫星采集的城市建筑物影像数据，获得大范围内的疑似倾斜建筑物位置；

S2，在疑似倾斜建筑物上布置所述基于高分卫星的城市安全监测预警系统，利用接收到光线照射的光敏元件的不同位置，反推出建筑物墙壁的倾斜角度；

S3，当建筑物的正立面墙壁倾斜角度≥阈值时，所述系统向监测中心发出预警；

S4，当建筑物的侧立面墙壁倾斜角度≥阈值时，所述系统向监测中心发出预警；

S5，所述系统同时接收地质灾害监测中心数据，当预报未来24小时内建筑物所处区域发生地质灾害概率≥50%时，预警级别增加一级。