实时监测气象、植被和交通状况的方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及一种实时监测气象、植被和交通状况的方法、装置及存储介质，属于地理环境监测技术领域。

背景技术

随着城市管理的精细度提升和智慧地球的目标出现，要求对环境进行更加精细化进行准确和实时的监测，以更好地预防天气灾害和加强城市绿化、交通等方面的管理，但目前要想实现对气象、植被和交通状况的实时监测还存在以下问题：

现有的卫星遥感无法实时监控，卫星通常需要几周或几月才能扫描到一个具体的地块，卫星遥感受天气影响大而且费用高昂，而现有气象雷达只能对区域内的天空扫描，无法对每个街区，小区，田块和道路的具体情况实现精细化的实时监控，若是在每个街区构建摄像头和物联网，工作量巨大且成本高昂，短期内无法普遍实现，为此我们提出了一种实时监测气象、植被和交通状况的方法、装置及存储介质，实现对气象、植被和交通状况的实时监测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中不能很好地对区域内气象、植被和交通状况的实时监测的问题，提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的方法、装置及存储介质。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的方法，包括以下步骤：

采集现有4/5G移动通信网络基站发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，获得对应街区的多个环境下的雷达反射图；

根据在不同气象环境、季节、交通状况下对应街区获得的多个所述雷达反射图，构建反射波历史样本数据库；

实时监测目标街区内4/5G移动通信网络基站的无线信号的环境反射波信号，与所述反射波历史样本数据库对比，上报该区域气象情况、植被情况和交通状况。

基于第一方面，进一步地，所述反射波历史样本数据库包括房顶反射信号样本库、植被反射信号样本库和道路反射信号样本库。

基于第一方面，进一步地，所述房顶反射信号样本库包括房顶潮湿、房顶积水、房顶积雪和房顶干燥。

基于第一方面，进一步地，所述植被反射信号样本库包括树叶稀疏、树叶茂盛、树叶干枯和无树叶。

基于第一方面，进一步地，所述道路反射信号样本库包括道路无金属反射、道路部分金属反射和道路大面积金属反射。

基于第一方面，进一步地，所述气象情况包括小雨天、大雨天、积雪天和晴天。

基于第一方面，进一步地，所述交通状况包括道路空闲、道路正常和道路拥挤。

第二方面，本发明还提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的装置，所述装置包括：

采集信号模块，用以采集现有4/5G移动通信网络基站发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，获得对应街区的多个环境下的雷达反射图；

样本数据库构建模块，用以根据在不同气象环境、季节、交通状况下对应街区获得的多个所述雷达反射图，构建反射波历史样本数据库；

数据库比对模块，用以实时监测目标街区内4/5G移动通信网络基站的无线信号的环境反射波信号，与所述反射波历史样本数据库对比，上报该区域气象情况、植被情况和交通状况。

第三方面，本发明提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的装置，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行第一方面任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的实时监测气象、植被和交通状况的方法、装置及存储介质，通过采集现有4/5G移动网络的基站发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，实现对基站所覆盖范围的地理环境的实时监测，包括下雨，积水，积雪，雾，植被情况，路面是否拥堵的情况。另本发明采用纯软件的方法，在现有的基站通过软件版本升级支持就能实现，并不影响现有基站的任何功能，具有成本低，实时效果好，精度高等特点，可以对基站附近目标区域进行更加精细化的准确和实时的监测，更好地预防天气灾害，加强城市绿化、交通等方面的管理。

附图说明

图1是本发明实施例一中实时监测气象、植被和交通状况的方法流程图；

图2是本发明实施例一中某个基站天线安装好后看到的街区图；

图3是本发明实施例一中基站采用MIMO技术对覆盖区域扫描后形成的波束扫描覆盖图。

具体实施方式

现有的4/5G网络采用了，2.6GHz甚至3.5GHz，4.9GHz的无线电波，这已经达到了雷达波（气象雷达）的频率，对积水，积雪，潮湿的路面，汽车（金属），植被（叶子茂盛的树木和落叶的树木）反射波有较大差异。而现有的通讯基站为接受手机的信号会采用软件数字滤波器把环境反射回来的无用信号过滤掉，本方法就是收集分析这些过滤掉的反射信号来实现对街区环境的判断，同时不会对基站现有的功能产生影响。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

图1是本发明实施例一中的一种实时监测气象、植被和交通状况的方法的流程图。本流程图仅仅示出了本实施例所述方法的逻辑顺序，在互不冲突的前提下，在本发明其它可能的实施例中，可以以不同于图1所示的顺序完成所示出或描述的步骤。

本实施例提供的实时监测气象、植被和交通状况的方法可应用于终端，可以由实时监测气象、植被和交通状况的装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在终端中。参见图1，本实施的方法具体包括如下步骤：

采集现有4/5G移动通信网络基站发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，获得对应街区的多个环境下的雷达反射图；

根据在不同气象环境、季节、交通状况下对应街区获得的多个所述雷达反射图，构建反射波历史样本数据库；

实时监测目标街区内4/5G移动通信网络基站的无线信号的环境反射波信号，与所述反射波历史样本数据库对比，上报该区域气象情况、植被情况和交通状况。

具体的，反射波历史样本数据库包括房顶反射信号样本库、植被反射信号样本库和道路反射信号样本库，房顶反射信号样本库包括房顶潮湿、房顶积水、房顶积雪和房顶干燥，植被反射信号样本库包括树叶稀疏、树叶茂盛、树叶干枯和无树叶，道路反射信号样本库包括道路无金属反射、道路部分金属反射和道路大面积金属反射，气象情况包括小雨天、大雨天、积雪天和晴天，交通状况包括道路空闲、道路正常和道路拥挤。

本实施例提供的方法的具体应用如下：

我国目前有数百万个移动通信网络基站，每个基站覆盖距离几百米到几公里不等，通常基站会采用3个120度的天线来实现360度的覆盖，每个天线覆盖的面积为零点几到几平方公里，一个基站天线的覆盖小，监控精细度高，一个基站天线一旦安装好，他面对的的覆盖街区就是恒定的，如图2所示，是某个基站天线安装好后看到的街区图（人眼视角）。

而在现有的4/5G网络中，普遍采用了Massive MIMO（大规模有源天线阵列）技术，在一个120度天线内还采用若干个波束（几个甚至几十个）实现精准扫描覆盖，这样通过对反射回的信号处理就能得到一个S*S点阵（S通常识几或几十）的街区雷达图，如图3所示，这是基站采用MIMO技术对覆盖区域扫描后形成的波束扫描覆盖图，图中举例有15个波束来覆盖目标街区。通过判断得出每个波束覆盖的物体，得出下表1：

选择覆盖典型物体的波束，在现有基站软件滤波器中把反射波的信号数据截取出来，即可构建反射波历史样本数据库。

构建植被反射信号样本库，分别在夏天树叶茂盛，秋天树叶干枯，冬天树叶落光和春天树叶小和稀疏的情况下，以8，13，10，15波束的反射信号为样板，分别构建典型的差异化信号样本。

构建房顶反射信号样本库，分别在小雨天（房顶潮湿），大雨天（房顶很潮湿且有部分积水），积雪天和晴天（房顶干燥），以11，6，7，1，2波束的反射信号为样板，分别构建典型的差异化信号样本。

构建道路反射信号样本库，分别在道路空闲（路面没有金属汽车，无金属反射，全是马路的反射波），正常流量的汽车（金属汽车小部分覆盖路面，部分金属反射），路面堵车（金属汽车覆盖大部分路面，大面积金属反射），路面大面积积水，的情况下以14，9，4波束的反射信号为样板，分别构建典型的差异化信号样本。

当大雾出现，会对所有波束都产生明显的反射波，构建典型特征信号样本。

实时监测基站反射波滤波器中的信号，对比样本数据，上报本街区的监控情况。

根据实时的植被反射波（8，13，10，15波束）和样本对比的情况，可以得知植被的生长情况，作为气候，如春夏秋冬季节，以及植被生长，病虫害检测的参考数据。

根据实时的房顶反射波（11，6，7，1，2波束）和样本对比的情况，可以得知当前房屋潮湿的程度和积雪，从而得知当前的天气，如小雨天、大雨天、积雪天和晴天。

根据实时的实道路反射波（14，9，4波束）和样本对比的情况，可以得知道路的拥堵情况，和是否存在大面积道路积水。

监控所有波束的反射信号，判断是否出现大雾的特征反射波。

实施例二

本实施例提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的装置，包括：

采集信号模块，用以采集现有4/5G移动通信网络基站发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，获得对应街区的多个环境下的雷达反射图；

样本数据库构建模块，用以根据在不同气象环境、季节、交通状况下对应街区获得的多个所述雷达反射图，构建反射波历史样本数据库；

数据库比对模块，用以实时监测目标街区内4/5G移动通信网络基站的无线信号的环境反射波信号，与所述反射波历史样本数据库对比，上报该区域气象情况、植被情况和交通状况。

实施例三

本实施例提供了一种实时监测气象、植被和交通状况的装置，包括处理器及存储介质；

存储介质用于存储指令；

处理器用于根据指令进行操作以执行实施例一中公开的实时监测气象、植被和交通状况的方法的步骤。

实施例四：

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一中公开的实时监测气象、植被和交通状况的方法的步骤：发射的无线信号的环境反射波信号进行处理，获得对应街区的多个环境下的雷达反射图；

根据在不同气象环境、季节、交通状况下对应街区获得的多个雷达反射图，构建反射波历史样本数据库；

实时监测目标街区内4/5G移动通信网络基站的无线信号的环境反射波信号，与反射波历史样本数据库对比，上报该区域气象情况、植被情况和交通状况。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。