雷电灾害数据可视化分析系统研制

随着社会和经济的发展,雷电灾害造成的经济损失和社会影响越来越大.为了研究雷电灾害发生、发展规律和分布特征,实现相关数据可视化分析,通过基于GIS和ActiveX自动化技术的等值线绘制技术、基于数据库的闪电密度图和极性图绘制策略、基于自绘图层的多普勒雷达图快速绘制方法和基于GIS的闪电数据与雷达回波数据叠加等多种技术手段,研制了雷电灾害数据可视化分析系统VASLDD(Visualized Analysis System of Lightning Disaster Data).该系统使用图表、GIS专题图、等值线、密度图等多种方式,实现雷灾调查数据、雷暴日数据、雷达数据、闪电定位数据的可视化分析,为防雷部门业务和科研工作提供有力的技术支撑.     

番禺区雷灾事故与雷暴日数、闪电定位数据的对比分析

通过统计分析番禺区雷暴日数、闪电定位监测数据等资料,总结了雷电活动的一般规律和特点;结合近年雷灾事故事例调查资料,发现番禺地区闪电密度与雷暴日数在按月分布上存在一定的差异,部分月份雷暴日数少,但每个雷暴日的闪电次数相对较多.番禺地区雷灾事故资料与闪电监测数据的关系比与雷暴日观测数据更为吻合.在雷击风险评估和建筑物防雷设...     

雷电资料分析处理系统的设计与应用

为了充分发挥雷电资料的作用,解决资料的质量问题,建立雷电综合数据库及其资料分析处理加工平台。基于JavaScript的WebGIS框架和CIMISS数据库,设计开发了具有数据处理和质量控制、分析和应用功能的雷电资料分析处理系统,建立了以闪电、大气电场、雷暴日和雷击灾害数据为主要内容的雷电信息数据库。该系统能够实时监测卫星、雷达、闪电、大气电场等多种探测信息,开展雷电数据的质量控制,回演、动态播放历史信息,具有信息查询统计、分析绘制曲线、制作雷电报告等多项功能,为防雷业务、科研和服务工作提供方便、高效的应用工具和技术平台。以2015年6月1—2日湖北监利县的一次强雷电天气过程为例,通过对这次雷电过程的应用实践表明:雷电资料分析处理系统闪电监测准确,图表绘制快速,统计分析结果适用,能够满足防雷业务及科研工作的需要,为高效开展雷电灾害防御和服务提供了高效的基础性平台。     

广西雷电监测预警服务系统的设计与应用

基于B/S架构设计开发了广西雷电监测预警服务系统,系统将大气电场、闪电、雷达产品和雷灾等气象数据存储在自建的雷电信息数据库,具有雷电信息查询统计、雷暴过程实时监测、预警产品制作展示、预警信息发布、雷灾分析、雷电报文制作等功能,实现了广西雷电监测预警服务一体化的目标.     

桂林雷暴灾害防御研究

根据桂林13个站点54a的地面雷暴观测资料以及近10a的雷电灾害记录,分析桂林市雷暴变化特征及规律,桂林属于高雷区到强雷区,各地雷暴日数近20多年呈下降趋势,但雷灾损失却呈上升之势,雷灾伤亡事故农村高于城市,雷灾经济损失城市远高于农村.根据雷电灾害的发生特点,提出了加强防雷管理和科普宣传、加强防雷工程和防雷检测是做好雷电灾害防御的有效措施.     

海南岛雷电灾害特征及易损性分析区划

利用海南岛18个气象台站2003～2009年雷暴日及典型雷电灾害资料,在统计分析海南岛雷灾分布特征的基础上,从灾害易损性角度出发,对海南岛雷电灾害易损性差别进行研究,对各种易损性指标进行综合评估,初步形成海南岛雷灾易损性区划。结果表明,海南岛雷灾集中发生在4～9月份;多发生在下午;无防雷条件或条件差的露天野外和简易工棚等地是雷击事故造成人员伤亡的主要发生地点;地理位置、人口密度和经济发展状况等因素一定程度上影响着雷击灾害的发生及损失程度;形成的海南岛雷灾易损度区域划分图,为区域防雷减灾规划提供了科学依据。     

苏州地区雷暴活动规律和雷灾分析

本文利用苏州气象局布点的4台可覆盖整个苏州地区的闪电定位仪观测资料，统计分析了苏州地区近几年的落雷密度和年平均雷暴日等雷暴活动规律；然后再结合苏州地区1999-2003年雷电灾害实例和雷灾发生的原因，分析给出苏州地区雷灾的特点和发生规律，为今后防雷工作的开展提供科学依据。     

基于雷电监测资料的南充市雷电灾害风险区划研究

选取闪电密度、雷暴日、经济损失风险、生命损失风险等作为各县(市、区)雷电灾害易损性评估指标;并在此基础上,建立雷电灾害评估体系,对各县(市、区)的雷灾易损性进行了综合评价,进行区划分析。基于南充市雷电监测数据和人文经济指标而制作的全市雷电灾害风险区划,可以为全市雷电灾害防御提供科学依据,能有效降低因雷电灾害带来的生命财产损失和社会影响,提高灾害天气预报、预警能力,提升气象防灾减灾能力。基于南充市雷电监测数据而统计出的闪电密度、雷暴日数更具客观性。     

2008—2016年陕西省雷电灾害特征分析

利用2008—2016年陕西省收集到的144起雷电灾害资料和闪电定位仪资料,统计分析雷电灾害特征,结果发现:雷电活动旺盛的季节与雷灾频发的时段相对应,78%的雷灾发生在6—8月闪电高发期;雷灾空间分布总体呈现关中多、陕南陕北少的特点,但陕北雷灾比例较2000—2007年增长了12%。从雷灾类型看,人员伤亡事故明显下降,主要发生在农村地区,防雷知识宣传工作仍需加强;遭受雷灾频次最多的是电子电气设备,雷击事故影响范围最广的是供配电及通讯设施,可通过防雷装置定期检测降低雷灾概率;易燃易爆场所雷灾数量近年显著增长,需要根据实际情况在项目不同阶段采取对应的积极措施防范雷击事故。     

区域雷灾分布特征及易损度区划

根据江苏省近9年来的雷电灾害资料、45年的雷暴日资料以及近4年的地闪资料,以江苏省的自然环境、人文环境、气候环境为背景,分析了江苏省13个地级市的雷电灾害分布特征,指出江苏省雷电灾害多发生在6～8月,雷电灾害主要是物理损坏和电气与电子系统失效,其中无锡和苏州最为典型.从江苏省各地级市的资料中提取了7个雷灾易损性评价指标,用SAS软件中主成分分析方法对各地级市的雷灾易损性评价指标进行了综合评估.结果表明,区域雷灾易损性不仅取决于区域自然条件对雷电磁场环境变化的敏感性,而且还取决于区域社会体系对雷电灾害的承受能力.用聚类分析法生成了江苏省的雷灾易损度区域划分图,为区域防雷减灾规划提供了科学依据.     

基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型

本文从雷电致灾因子、孕灾环境和承灾体方面研究雷电灾害风险评估及区划方法,根据自然灾害系统理论和自然灾害风险评估理论,以福建省三明市为例,利用气象探测资料、地理信息数据、社会经济发展规模、人口密度、土地利用现状以及雷电灾情等数据,采用统计方法、灾情解析、调查问卷确定权重等方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,利用GIS技术将易损性构成要素进行图层叠置,在GIS平台上将所有数据落实到1km×1km的格栅上进行处理,各地的雷电灾害易损性便以1km×1km的单元进行计算量化,最终得到精细化的雷电灾害易损性风险区划图,完成基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型研究,形成较科学的雷电灾害风险评估及区划技术方法体系,具有很好的应用推广价值,为发展智慧气象,提升防雷减灾公共服务能力提供科学参考,对开展雷电监测、预警、预报以及防雷减灾研究都具有重要意义。     

内江市雷电灾害风险评估与区划

利用2009~2018年内江市5个县（市、区）的闪电定位资料,结合内江市各乡镇、街道为单元的行政区域社会经济资料和基础地理信息资料,采用风险指数法、GIS自然断点法、加权综合评价法等数量化方法,从致灾因子危险性、承灾体暴露度、承灾体脆弱性三个方面确定11个评价指标进行综合分析,在GIS技术支持下,开展内江市雷电灾害风险分析和评估,编制内江市雷电灾害风险区划图,从而为全市建设发展、产业布局提供参考。      

河北省雷电灾害易损性综合评估与区划

从雷电灾害易损性分析角度出发,利用河北省11个气象台站1971—2000年雷暴日资料和2003—2009年雷电灾害数据,结合河北省的经济和人口密度特征,选取雷击大地密度、雷电灾害频数、经济易损模数、生命易损模数4个指标,采用灾后分析法对河北省雷电灾害易损性进行了评估。评估结果显示:唐山、保定、秦皇岛为高易损区,邢台、衡水、廊坊、张家口、石家庄为较高易损区,承德为中易损区,沧州、邯郸为低易损区。初步形成了各地易损性结构和河北省雷灾易损度区划,绘制了河北省雷电灾害易损度区划图,为河北省各级政府和相关管理部门防御雷电灾害提供客观的科学依据。     

雷电灾害风险区划方法研究及其在安徽省的应用

本文根据自然灾害系统理论和自然灾害风险评估理论,利用气象资料、地理信息数据、社会经济数据以及雷电灾情等数据,采用统计方法、灾情解析、专家打分等方法,从致灾因子、孕灾环境、承灾体方面,研究雷电灾害风险评估及区划方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,形成了较完整的雷电灾害风险评估及区划技术方法体系,具有很好的应用推广价值。对安徽省雷电灾害风险区划表明:高风险区主要位于经济水平较高的城市以及皖南山区高海拔地区,而低风险区主要位于淮北地区,与灾情验证情况吻合。     

基于GIS的雷电灾害监测预警与数据处理系统

针对雷电灾害涉及的关键问题,基于ArcEngine开发平台,结合大型网络数据库sqlServer2005与空间数据库模型GeoIataBase,设计了具有3层逻辑结构的系统构架方案,构建了基于GIS的雷电监测预警与数据处理系统。该系统有效地将各种雷电数据与GIS平台进行无缝对接,并整合雷电预测模式,实现各种雷电数据基于GIS的实时监测处理与预测预警以及高效组织、存储与管理,满足各种雷电信息查询处理分析的需求;为气象部门对雷电灾害天气的监测、预报预警以及各种数据基于地理信息的处理分析等提供了有效的可视化平台,同时也为GIS与气象专业领域的结合进行了有益的探索。     

浙江省雷电灾害易损性分析及风险区划

根据 2007-2011 年浙江省雷电灾害事故调查资料、浙江省地闪监测资料,选取地闪密度、灾害频数、经济（GDP）损失模数、生命易损模数、雷灾经济损失、人员伤亡等作为浙江省各市雷电灾害易损性评估指标,对浙江省各市进行雷电灾害易损性综合评估,并结合 GIS 方法对浙江省进行了雷电灾害易损性风险区划,为有针对性做好防御雷电灾害规划提供科学依据.     

区域雷灾易损性分析、评估及易损度区划

根据广东省近10年来的雷电灾害统计资料和近35年来的雷暴日观测统计资料，提炼出雷击密度、雷电灾害频度、经济损失模数、生命易损模数作为雷灾易损性评价指标。在详细分析了广东省各地市的自然环境、经济状况和各地区雷灾损失情况，对广东省各地市面对雷电灾害的脆弱性和易损性进行了综合评估，初步形成了各地易损性结构和广东省雷灾易损度区划。提出雷电灾害区域易损性分析、评估的模式，为区域防御雷电灾害、减低雷电损失的规划提供科学依据。     

基于ArcGIS的网格化雷电灾害风险评估方法研究与应用*

结合镇海区实际，开展大片区建（构）筑物网格化雷电灾害风险评估模型构建与应用，解决雷电灾害风险评估仅停留在依据灾后损失指标的单体建（构）筑物风险分布评估情况。在常规电气—几何雷电灾害风险评估模型基础上创新应用，引入地理信息处理技术将评估区域进行网格化分割，建立格点内包含建（构）筑物高度及其梯度、土壤电阻率及其梯度、直击雷防护效率、有效截收面积、地闪密度、电子电气设备系统、人口密度、火灾风险等指标在内的多层次网格化雷电灾害风险评估模型，并以辖区某化工企业厂区雷电灾害风险评估为例，对模型实践可行性应用示例。结果表明：对各指标数据集综合分析计算并运用ArcGIS风险区划，结合厂区功能布局特点分析评价，结果与市级雷电灾害风险评估报告、省级雷电易发区划基本一致。采用地理信息技术网格化处理大范围、跨区域雷电灾害风险评估方法，从“点”到“面”建立数学模型，对评估区域范围及扩展范围的雷电灾害风险评估、风险区划、政府决策支持等具有指导意义。     

遵义市雷电灾害致灾因子危险性区划研究

利用遵义市14个国家气象站1978-2013年雷暴日数据和2006-2020年的ADTD雷电定位数据,叠加遵义市基础地理信息（包含县边界、水系分布等）、人口、GDP等数据。以致灾因子评估方法为理论基础,叠加GIS空间分析技术,对遵义市开展雷电致灾因子危险性区划研究。结果显示：遵义市雷击密度致灾因子区划结果较高,高危险性区域主要集中在市行政中心及赤水中西部;强雷电密度、地闪强度两种致灾因子高危险性区域分布较为零散;雷电灾害致灾因子危险区划中,高危险性区域主要分布于市行政中心、仁怀及桐梓部分区域,该高危险性区域同是人口分布密集,GDP较高的区域,在今后的发展建设中需加强该区域雷电灾害物防、技防、人防能力建设,以减少雷电灾害造成的人员伤亡和财产损失。