(57)【要約】【課題】地質事象に起因する過渡現象を監視および追跡するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】一実施形態では地質事象監視システムを提供する。このシステムは、複数の地質活動センサを有するセンサ・アレイと中央監視システムとを備え、地質活動センサは、１以上の地球周回軌道衛星から測位信号を受信するように、かつ、少なくとも１つの基準局から分解能向上信号を受信するように、かつ、運動活動を測定するように構成されており、中央監視システムは、センサ・アレイと通信するように構成されている。センサ・アレイは、複数の位置で運動活動を測定し、その複数の位置での運動活動を特徴付けるタイム・スタンプ付きデータを中央監視システムへ送信し、中央監視システムは、タイム・スタンプ付きデータを相関させ、経時的に複数の地質活動センサが遭遇した動きおよび慣性力を追跡するように更に構成される。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地質に関する事象を監視する方法であって、
地理的エリア内に在る複数のセンサを有するセンサ・アレイ１１０を用いて、慣性データおよび位置データを含む動きデータを捕捉するステップであって、前記位置データは、軌道に乗っている１または複数の衛星から受信した信号に基づいて計算される、動きデータを捕捉するステップと、
少なくとも１つの基準局からの信号に基づいて、前記衛星に基づく前記位置データを補正するステップと、
前記動きデータにタイム・スタンプを付加するステップと、
前記タイム・スタンプ付きの前記動きデータを相関させて、前記地理的エリアの１または複数の多次元マップを形成するステップと、
前記１または複数の多次元マップによって示される経時的な前記地理的エリアに対する変化を評価するステップと
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記位置データを捕捉することが、少なくとも１つのグローバル・ポジショニング・システム衛星から信号を受信することを更に含む、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記衛星に基づく前記位置データを補正する前記ステップが、１または複数のディファレンシャル・グローバル・ポジショニング・システム基準局から補正信号を受信するステップを更に含む、方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法であって、前記衛星に基づく前記位置データを補正する前記ステップが、１または複数の超広帯域ローカライザ基準局から補正信号を受信するステップを更に含む、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、火山活動によって生成された１または複数の波の、周波数、振幅、速度、および方向のうちの１または複数のものを計算するステップを更に含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記動きデータを捕捉するステップが、姿勢データ、位置データ、加速度データ、および速度のデータのうちの少なくとも１つを捕捉するステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に地質事象の検出に関し、より詳細には、地質の動きを評価するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火山噴火に関する最先端の理論では、地震の共振は火山噴火の前兆であると結論づけている。特に、低周波地震事象は、地中からわき出るマグマが地表への経路を見つけたときの火山噴火に伴う一般的特徴である。これらの地震事象は、一般に、群発的に起こって合わさって震動となるものであり、ドーム崩壊事象および落石活動の前に起きる。これらの発生は、火山系の加圧を示すと考えられている。現在、衛星レーダ・インターフェロメトリや電子距離測定などのような火山性地震事象を評価するシステムは、検出された地震活動を、今にも起ころうとしている噴火に確実に相関させるための十分な分解能および適時性のデータを提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書を読んで理解すれば当業者には明らかになる上述の理由および後述する他の理由のため、当技術分野では、改良された火山噴火早期発見技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、地質擾乱（ｇｅｏｌｏｇｉｃ  ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）によってもたらされた一時的状態を、３次元で、リアルタイムで追跡およびマッピングするシステムおよび方法を提供するものであり、以下の明細書を読んで研究することによって理解されよう。
【０００５】
一実施形態では、地質事象監視システムが提供される。このシステムは、複数の地質活動センサを有するセンサ・アレイを含み、センサは、１または複数の地球周回軌道衛星から測位信号（ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）を受信するように構成されており、更に、少なくとも１つの基準局から分解能向上信号（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｓｉｇｎａｌ）を受信するように構成されており、更に、運動活動を測定するように構成されており、また、システムは、中央監視システムを含み、中央監視システムは、センサ・アレイと通信するように構成されており、センサ・アレイは、複数の位置で運動活動を測定し、その複数の位置での運動活動を特徴付けるタイム・スタンプ付きデータを中央監視システムへ送信するものであり、中央監視システムは、タイム・スタンプ付きデータを相関させ、時間にわたって複数の地質活動センサが遭遇する動きおよび慣性力を追跡するように更に構成されている。
【０００６】
別の実施形態では、地質運動監視システムが提供される。このシステムは、１または複数の地球周回軌道衛星から複数の位置の位置データを受信する手段と、少なくとも１つの基準局からの１または複数の信号に基づいて位置データの分解能を向上させる手段と、複数の位置の慣性測定データを捕捉する手段と、前記の向上させる手段および前記の慣性測定データを捕捉する手段に応答するものであり、位置データおよび慣性測定データにタイム・スタンプを付加する手段と、前記のタイム・スタンプを押す手段に応答するものであり、タイム・スタンプ付き位置データおよび慣性測定データを送信する手段と、前記の送信する手段に応答するものであり、タイム・スタンプ付き位置データおよび慣性測定データを相関させ、評価して、時間にわたって複数の位置で遭遇された運動および慣性力を追跡する手段とを含む。
【０００７】
更に別の実施形態では、地質事象を監視する方法が提供される。この方法は、ある地理的エリア内で複数のセンサを有するセンサ・アレイによって、慣性データおよび位置データを含む運動データを捕捉するステップであって、位置データが１または複数の軌道衛星から受信された信号に基づいて計算されるものである、ステップと、少なくとも１つの基準局からの信号に基づいて、衛星に基づく位置データを相関させるステップと、運動データにタイム・スタンプを付加するステップと、タイム・スタンプ付き運動データを相関させて、地理的エリアの１または複数の多次元マップを形成するステップと、１または複数の多次元マップによって示される、地理的エリアに関しての時間にわたる変化を評価するステップとを含む。
【０００８】
好ましい実施形態の説明および以下の図面を併せ読めば、本発明をより容易に理解でき、本発明の更なる利点および使用法がより容易に明らかになる。
【０００９】
一般的な慣例に従って、記載されている様々な構成は原寸に比例して示されておらず、本発明に関する特徴を強調するように示されている。参照文字は、図面および本文を通じて同様のエレメントを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態は、脅威となる火山をリアルタイムで監視し、必要に応じて局部的に警報を発する手段を提供することによって、正確な火山噴火早期発見技術に関連する問題を解決する。火山擾乱の早期予測は、火山の周囲の地形の隆起などのような火山活動を監視することによって、強化される。本発明の実施形態は、火山活動を測定および監視するための強化された機能を提供して、火山地震学者が、火山噴火を予測するために、火山の高調波および共振をマッピングし、また、地下マグマの流れをマッピングできるようにする。本発明の実施形態によって提供されるデータは、対象とされる地質エリアの周りでセンサ・アレイを使用して得られる、火山の地形を含む地理的領域のリアルタイムの運動位置データ（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄａｔａ）を含む。非典型的な動き（隆起など）が起こった場合、本発明の実施形態は、噴火がいつ起こるかを予測するために役立つデータを提供する。これらの予測を用いて、関係官庁は、危険な状態にある人々に適切な避難警報を発することができる。
【００１１】
図１ａに示されているように、本発明の一実施形態のシステム１００は、高分解能センサ・アレイ１１０および中央監視システム（ＣＭＳ）１２０を含む。センサ・アレイ１１０は、複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎ、および１または複数の分解能強化補助手段、例えば、分解能強化基準局１３５−１および１３５−２などを含む。センサ・アレイ１１０は、火山または類似の地質学的に活動中のエリア（これのみには限定されない）などのような、或る地理的領域１４０にわたって分散される。地質活動センサ１３０−１ないし１３０−Ｎは、データを、通信リンク１２５を介して中央監視システム１２０へ送信する。
【００１２】
図１ｂは、本発明の複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎのうちの第１の地質活動センサ１３０−１の一実施形態を示している。地質活動センサ１３０−１は、慣性測定ユニット１５０、クロック１７０、およびグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機１８０からデータを受信するように結合されるプロセッサ１６０を含む。プロセッサ１６０は、更に、中央監視システム１２０と地質活動センサ１３０−１との間の通信リンク１２５−１を確立するために、出力インターフェース１９０に結合される。
【００１３】
慣性測定ユニット１５０によって、センサ１３０−１は、センサの姿勢（例えば、センサの横揺れ、縦揺れ、偏揺れなど）、速度（例えば、直線方向および回転方向および大きさなど）、および加速度などのような力（直線方向および回転方向および大きさなど）を監視し、捕捉することができる。グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機１８０によって、センサ１３０−１は、１または複数のＧＰＳ衛星１３７−１〜１３７−Ｓからの信号に基づいて、センサの位置（例えば、経度、緯度、および高度など）および速度の監視および捕捉を行うことができる。クロック１７０によって、センサ１３０−１は、慣性測定ユニット１５０およびグローバル・ポジショニング・システム受信機１８０によってデータが捕捉されると、そのデータにタイム・スタンプを付加することができる。一実施形態では、クロック１７０は、グローバル・ポジショニング・システム受信機１８０から精密時間信号を受信するように構成されている。一実施形態では、ＧＰＳ受信機１８０は、ソフトウェア・ベースのＧＰＳ受信機である。代替実施形態では、クロック１７０は、ＧＰＳ受信機１８０に統合される。一実施形態では、出力インターフェース１９０は、中央監視システム１２０との通信リンク１２５−１を確立するために、１５５３Ｂ標準バス・インターフェース、ＲＳ−４２２データ・バス、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）インターフェース、光ファイバ・インターフェース、および無線ＲＦインターフェースのうちの１または複数のものを含むが、これらのものだけに限定されるものではない。一実施形態では、通信リンク１２５−１は、地質活動センサ１３０−１から中央監視システム１２０へ、光ファイバ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、同軸ケーブル、無線伝送などを含む通信媒体を介して、データを流す。なお、通信媒体に含まれる媒体は、例示した媒体に限定されるものではない。
【００１４】
一実施形態では、地質活動センサ１３０−１は、１または複数の耐久性が高められたＧＰＳ／ＩＮＳナビゲーション・センサを含み、それは、例えば、チップ（例えば、ハネウェル（登録商標）  ＢＧ１９３０など）のＧＰＳ受信機と結合される戦術級（tactical grade）の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサなどである。
【００１５】
一実施形態では、動作中、地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎは、地理的領域１４０における地質構造の姿勢、位置、加速度、および速度の変化を含む地質活動データを捕捉する。後述されるように、これらの変化は、地表下のマグマの流れを示す。
【００１６】
図２ａ〜ｃで示されるように、一実施形態では、山２０５内のマグマ２１０の動きによってもたらされる隆起を検出するために、地質活動センサ２３０−１〜２３０−２によって示されている複数の地質活動センサと、少なくとも１つの分解能強化基準局２３５とが、火山２０５に配置されている。更に、基準局１３５−１および１３５−２に関連して上述されているように、少なくとも１つの基準局２３５は、地質活動センサ２３０−１〜２３０−２による位置測定値の分解能を向上させる。更に、慣性データとＧＰＳ測位データとを結み合わせた結果として、地質活動センサ２３０−１〜２３０−２は、向上（位置のみを測定するセンサよりも向上）された運動精度を提供する。
【００１７】
図２ａは、互いからの相対距離が距離である地質活動センサ２３０−１および２３０−２の初期位置を設定することによって、山２０５の基礎状態を設定する地質活動センサ２３０−１〜２３０−１を示している。図２ｂによって示されているように、経時的に、マグマ２１０が山２０５の中を移動すると、山２０５の形状は隆起し、地質活動センサ２３０−１および２３０−２の一方または両方に変位がもたらされる。一実施形態では、山２０５の隆起により、地質活動センサ２３０−１と２３０−２との間の相対距離が距離ｄ１からｄ２に延びている。火山の噴火が起こってマグマ２１０とガス２２０の一方または両方が放出されるまで、地質活動センサ２３０−１と２３０−２の間の相対距離がｄ３へと延びるにつれて、図２ｃに示されているような山２０５の連続した隆起が、地質活動センサ２３０−１および２３０−２によって更に捕捉される。山２０５にわたって分散されているセンサ２３０−１および２３０−２などのような地質活動センサは、移動するマグマ２１０の力により山２０５の形状が変わるにつれて、位置、姿勢、速度、および加速度のデータを捕捉する。センサによって捕捉されたデータは、中央監視システム１２０などのような中央監視システムへ送信され、そこで、後述されるようにデータが評価される。経時的に山２０５で測定された物理的な変位から、マグマ２１０の位置が追跡される。今にも起ころうとしている噴火を示す隆起率の何れの加速度も、センサ２３０−１および２３０−２によって収集されたデータによって捕捉され、中央監視システム１２０が使用できるようになる。
【００１８】
また、本発明の実施形態は、地質活動センサの姿勢の変化に基づいて地下のマグマの流れをマッピングするのにも役立つ。地下マグマ３５０の１または複数のポケットによる地表３１０の或る領域の形状の変化を測定するために、図３ａに示されているように、地質活動センサ３３０−１〜３３０−３および基準局３３５によって示されている複数の地質活動センサおよび少なくとも１つの基準局が配置される。マグマ３５０のポケットの位置および形状が変わると、地表３１０は、図３ｂによって示されているように、移動するマグマ３５０によって及ぼされる力に応じて歪む。マグマ３５０が動くと、地質活動センサ３３０−１〜３３０−３は、それぞれ、それ自体の３次元の位置の変位（３４２で概略的に示されている）、姿勢の変化（３４０で概略的に示されている）、速度およびそれに作用する加速力の大きさを測定し、このデータを中央監視システム１２０などのような中央監視システムへ送信する。
【００１９】
一実施形態では、地質活動センサ３３０−１〜３３０−３のそれぞれは、通信リンク１２５を介して中央監視システム１２０へデータを送信する。地質活動センサ３３０−１〜３３０−３から生成されたコヒーレント・データ（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｄａｔａ）を相関させることによって、中央監視システム１２０は、マグマ３５０の位置、速度、および方向、および地球を伝搬するマグマ３５０によって生成された表面３１０の波の周波数および振幅を算出することができる。一実施形態では、地質活動センサ３３０−１〜３３０−３からのデータに基づいて、中央監視システム１２０は、表面３１０に作用する加速力の３次元表現を生成するように構成されている。一実施形態では、地質活動センサ３３０−１〜３３０−３からのデータに基づいて、中央監視システム１２０は、表面３１０内の地質構造の物理的な変位の３次元表現を生成するように構成されている。火山噴火の早期警報を提供することに加えて、上述のようにマグマの流れをマッピングすることによって、火山が活動中であると知られているエリアにおける削岩に関与する者は、局部的な活動を監視することによって、削岩位置を選択するために、或る領域におけるマグマ・ポケットの位置をマッピングすることができる。本発明の実施形態のこれ以外の使用には、氷河の動きや、シンクホール、泥土、および他の自然現象による地盤の動きや、橋や建物などのような人工建造物の構造共振運動（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を追跡することなどがあるが、使用はそれらに限定されるものではない。
【００２０】
この明細書および図２ａ〜ｃおよび３ａ〜ｃの例示を読めば当業者には容易に理解されるように、複数の地理的活動センサからのコヒーレント・データを使用することの別の利益には、中央監視システムが、孤立した幾つかの地質活動センサのみに影響を与える局部的な擾乱を識別し、それらの擾乱と、より大きいエリアに影響を与える擾乱とを区別できることなどがある。
【００２１】
再度図１ａを参照すると、本発明の実施形態の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎによって捕捉された位置データは、地理的領域１４０の周りに戦略的に配置されている１または複数の基準局（基準局１３５−１および１３５−２として示されている）に基づいてＧＰＳ衛星１３７−１〜１３７−Ｓから受信された位置データを補正することによって、地下マグマの流れの検出に必要な分解能を達成する。基準局１３５−１および１３５−２は、地上局として示されているが、地上ではない基準局を含む実施形態も、本発明の範囲に含まれる。一実施形態では、ＧＰＳ受信機１８０は、基準局１３５−１および１３５−２から送信される補正信号を取得するための基準受信機１８２を含む。一実施形態では、地質活動センサ１３０−１は、位置データの分解能および整合性を向上させ、衛星ＧＰＳ信号に対する大気の影響を無効にするために、基準局１３５−１および１３５−２から取得されたディファレンシャルＧＰＳ（ＤＧＰＳ）補正を使用する。その場合、基準受信機１８２は、基準局１３５−１および１３５−２から送信されるＤＧＰＳ  ＰＲおよびデルタレンジ（ＤＲ）補正を取得するためのＤＧＰＳ対応受信機である。一実施形態では、ＧＰＳ受信機１８０は、その位置解を向上させるために、様々なキャリアおよび位相平滑化技術を使用する。一実施形態では、プロセッサ１６０は、カルマン・フィルタを実装して、キャリアを平滑化し、慣性測定データと補正されたＧＰＳデータと組み合わせる。代替の実施形態では、基準局１３５−１および１３５−２は、基準局１３５−１および１３５−２によってブロードキャストされる局部的な超広帯域（ＵＷＢ）測位信号（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ  ｕｌｔｒａ−ｗｉｄｅｂａｎｄ  （ＵＷＢ）  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌ）などのような、位置データ分解能を向上させるための他の手段を実施する。なお、位置データ分解能を向上させるための手段はこれに限定されるものではない。一実施形態では、慣性測定ユニット１５０によって提供されるデータと共に、地質活動センサ１３０−１は、地質活動センサ１３０−１の近くの地理的領域１４０における構造体のリアルタイムのミリメートル単位の位置精度を提供する。
【００２２】
データが慣性測定ユニット１５０およびＧＰＳ受信機１８０によって捕捉されると、クロック１７０は、各データ・サンプルに、そのデータ・サンプルが捕捉された正確な時間のタイム・スタンプを付加する。地質活動センサ１１０は、出力インターフェース１９０によって提供される通信リンクを介して、タイム・スタンプ付きの姿勢、位置、加速度、および速度のデータを中央監視システム１２０へ伝える。一実施形態では、中央監視システム１２０へ伝えられるデータは、入来するデータが地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎのうちの何れのセンサからのデータであるかを中央監視システム１２０が識別できるようにするための識別情報と、限定するものではないが、ステータス・ビット、ヘルス・ビット、他のセンサ・データなどを更に含む。
【００２３】
再度図１ｂを参照すると、一実施形態では、中央監視システム１２０は、複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎと通信するように構成されている入力インターフェース１２２、プロセッサ１２４、メモリ１２６、および出力デバイス１２８を含む。一実施形態では、出力デバイス１２８は、ビデオ表示端末およびプリンタのうちの１または複数のものを含む。
【００２４】
動作中、センサ・アレイ１１０からの地質活動データは、通信リンク１２５を介して中央監視システム１２０によって収集される。一実施形態では、複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎのそれぞれから捕捉された地質活動データは、捕捉されるとリアルタイムで中央監視システム１２０へ送信される。一実施形態では、中央監視システム１２０は、タイム・スタンプ付き活動データを地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎから受信し、火山活動を示す地質エリア１４０内の動きを示す多次元マップを、活動データから作成する。示される火山活動はマグマの流れや噴火などであるが、それらに限定されるものではない。従って、このシステムによって、地方の官庁は、リアルタイムで、公称の地形状態に対する偏差を観察し、内在的に火山噴火がある場合に、命を救う手助けをすることができる。
【００２５】
上述の地質活動データなどのような、多数のサンプリング・ポイントから同時に収集されたデータから多次元マップを作成するために当業者が使用可能な手段は、幾つかある。一例として、本発明の一実施形態では、中央監視システム１２０は、地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎのうちの第１の地質活動センサ１３０−１から取得された２つ以上の活動データ・サンプルを含む活動ベクトルを作成する。一つの時刻に捕捉された、地質活動センサの横揺れ、縦揺れ、偏揺れ、経度、緯度、高度、および直線加速度の大きさを含む活動データ・サンプルは、８次元活動ベクトルを形成し、これは、次のように表され得る。
【００２６】
Activity_1（roll, pitch, yaw, longitude, latitude, altitude, linear acceleration magnitude, time_n）
（活動１（横揺れ、縦揺れ、偏揺れ、経度、緯度、高度、直線加速度の大きさ、時間ｎ））
【００２７】
Ａｃｔｉｖｉｔｙ＿１（活動１）は、本質的に、ｔｉｍｅ＿ｎ（時間ｎ）に地質活動センサ１３０−１によって捕捉された活動データ・サンプルのスナップショットである。
【００２８】
一実施形態では、中央監視システム１２０は、ベクトルＡｃｔｉｖｉｔｙ＿１の多次元グラフィカル表現を生成するように構成されている。一実施形態では、中央監視システム１２０は、時刻ｔｉｍｅ＿ｎ（時間ｎ）からｔｉｍｅ＿ｎ＋ｍ（時間ｎ＋ｍ）に第１の地質活動センサ１３０−１から取得された活動データ・サンプルを含む、Ａｃｔｉｖｉｔｙ＿１などのような、一連のｍ個のベクトルを受信するように構成されている。この一連のベクトルにより、中央監視システム１２０は、ｔｉｍｅ＿ｎからｔｉｍｅ＿ｎ＋ｍまでの時間間隔にわたっての１または複数の次元の一連のベクトルをプロットすることができる。例えば、一実施形態では、中央監視システム１２０は、ｔｉｍｅ＿ｎからｔｉｍｅ＿ｎ＋ｍまでに地質活動センサ１３０−１が遭遇した直線加速度の大きさ（linear acceleration magnitude）をプロットする。別の実施形態では、中央監視システム１２０は、ｔｉｍｅ＿ｎからｔｉｍｅ＿ｎ＋ｍまでの地質活動センサ１３０−１の横揺れ、縦揺れ、偏揺れのグラフィック表現を生成する。複数の活動ベクトルにより、中央監視システム１２０は、地理的領域１４０で捕捉された地質活動データの３次元マップを生成することができる。
【００２９】
一実施形態では、中央監視システム１２０は、特定の時刻の複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎからの複数の活動ベクトルに基づいて、姿勢、位置、加速度、および速度のデータを含むマップを生成する。中央監視システム１２０は、正確なタイム・スタンプに基づいて、センサ・アレイ１１０から受信した活動データを相関させ、地理的領域１４０における地質擾乱の動くマップをリアルタイムで生成する。上述のように、経時的なこうした活動ベクトルの変化は、活動ベクトルの分析を介して経時的にマッピングできる地表下のマグマの動きを潜在的に示す。更に、火山活動によって生成された１または複数の一時的な波が地理的領域１４０を移動すると、複数の地質活動センサ１３０−１〜１３０−Ｎのそれぞれの遭遇する姿勢、位置、速度および加速力の急な変化によって、火山噴火を予想するためのデータが、中央監視システム１２０へ提供される。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態の地質事象を監視する方法を示すフロー図である。この方法は、４１０で、地理的エリア内の複数のセンサを有するセンサ・アレイによって慣性データおよび位置データを捕捉することで、開始する。一実施形態では、慣性データは、複数の位置のそれぞれでの姿勢（横揺れ、縦揺れ、および偏揺れ）、速度（直線および回転の方向および大きさ）、および加速度などの力（直線および回転の方向および大きさ）の変化を含む。一実施形態では、位置データはＧＰＳ位置データを含み、このＧＰＳ位置データは、衛星から受信され、ＤＧＰＳ基準局などのような１または複数の基準局からの信号によって補正される。なお、基準局は、ＤＧＰＳ基準局に限定されるものではない。この方法は、続いて４２０で、慣性データおよび位置データにタイム・スタンプを付加する。慣性データおよび位置データにタイム・スタンプを付加することによって、センサ・アレイによって或る１つの時刻に捕捉されたデータを使用して、地理的エリアに影響を与える変位および力の双方のスナップショットを形成することが可能となる。２以上のこうしたスナップショットの比較は、火山活動による地下の動きを明らかにするために使用することができる。従って、４３０で、センサ・アレイからのタイム・スタンプ付き動きデータは相関されて、１または複数の多次元マップを形成する。この方法は、４４０へ進み、或る期間にわたる地理的エリアのスナップショットを捕捉する多次元マップによって示される、経時的な地理的エリアに対する変化を、評価する。
【００３１】
本発明の中央監視システムを実施するために、幾つかの手段が使用可能である。これらの手段には、デジタル・コンピュータ・システムや、プログラマブル・コントローラや、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイなどがあるが、これらに限定されるものではない。従って、本発明の他の実施形態は、こうしたコントローラによって実施される場合は、コントローラが本発明の実施形態を実施できるようにする、コンピュータ読取可能媒体に在駐するプログラム命令である。コンピュータ読取可能媒体は、下記のものに限定するものではないが、パンチ・カードや、磁気ディスクやテープや、任意の光データ記憶システムや、フラッシュ読取専用メモリ（ＲＯＭ）や、不揮発性ＲＯＭや、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）や、消去可能プログラマブルＲＯＭ（Ｅ−ＰＲＯＭ）や、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）や、他の任意の形態の永久、半永久、または一時メモリ記憶システムやデバイスを含めての、任意の形態のコンピュータ・メモリを含む。プログラム命令は、コンピュータ・システム・プロセッサによって実行されるコンピュータ実行可能命令およびハードウェア記述言語を含み、例えば、超高速集積回路（ＶＨＳＩＣ）ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）などがあるが、これに限定されるものではない。
【００３２】
本明細書には特定の実施形態が示され、記載されたが、示された特定の実施形態の代わりに、同じ目的を達成することを意図した任意の構成が使用されてもよいことを、当業者は理解するであろう。この出願は、本発明の任意の適応形態や変形形態を包含するものとする。従って、本発明は、明らかに、特許請求の範囲およびその均等物によって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】図１ａは本発明の一実施形態のセンサ・アレイおよび中央監視システムを示す図である。
【図１ｂ】図１ｂは本発明の一実施形態の地質活動センサおよび中央監視システムを示すブロック図である。
【図２】図２ａ、ｂ、ｃは、本発明の一実施形態のセンサ・アレイを示す。
【図３】図３ａ、ｂは、本発明の一実施形態のセンサ・アレイを示す。
【図４】図４は本発明の一実施形態の動きを検出する方法を示すフロー図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2007199051000001.pdf