臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)對GIS技術(shù)的應(yīng)用

湯振鵬 劉孫俊

【摘要】 針對于臺風(fēng)災(zāi)害的預(yù)防中，強(qiáng)化設(shè)計(jì)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)，不僅可以有效針對臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性因素進(jìn)行分析，還可以制定出有效的預(yù)防措施，避免臺風(fēng)災(zāi)害的發(fā)生。對于實(shí)際中，在臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中，應(yīng)用GIS技術(shù)，就可以提取當(dāng)?shù)氐牡匦胃叨取⑵露取⑵孪虻葏?shù)，有效運(yùn)用GIS技術(shù)預(yù)測模擬顯示臺風(fēng)災(zāi)害場景，評估臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性，可發(fā)揮重要應(yīng)用價(jià)值。以下本篇基于江門市臺風(fēng)預(yù)防工作，淺析在臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對GIS技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵字】 GIS技術(shù) 災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng) 臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

對于臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用GIS技術(shù)，并有效結(jié)合GIS預(yù)測模型及數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，不僅能夠提升系統(tǒng)應(yīng)用性能，也可以提升臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估結(jié)果的準(zhǔn)確性，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作更加完善，有助于提升其應(yīng)用價(jià)值。以下對此做具體分析。

一、臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求

對于江門市進(jìn)行臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)測，不僅可以確保其避免臺風(fēng)災(zāi)害危害，也可以對不可預(yù)防災(zāi)害做出危險(xiǎn)性評估，從而制定補(bǔ)救措施，降低臺風(fēng)對社會安全的影響。針對江門市6個(gè)基本站近30年日極大風(fēng)速資料、99個(gè)自動(dòng)氣象站近幾年日極大風(fēng)速資料、和歐洲中心高空間分辨率（0.75°*0.75°經(jīng)緯度）、多高度層次（地面、10m、30m、60m和100m高度）再分析風(fēng)場資料，結(jié)合江門市高分辨率地理信息資料，開展相關(guān)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性研究。設(shè)計(jì)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)，能利用密集的自動(dòng)氣象站、風(fēng)廓線儀等新型資料、高分辨率的數(shù)值模式資料，結(jié)合高分辨率GIS，開展微地形、微氣候下風(fēng)最大風(fēng)速和重現(xiàn)期的確定，不僅是發(fā)展趨勢，也是必須的工作。

二、基于GIS技術(shù)的臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

在基于GIS技術(shù)的臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)中，采用GIS處理技術(shù)，提取地形的高度、坡度、坡向等參數(shù)，以地面風(fēng)場觀測資料為主，結(jié)合歐洲中心再分析風(fēng)場資料，利用相關(guān)分析、回歸分析等現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)分析方法，分沿海、平原、丘陵三個(gè)區(qū)域，建立高分辨率風(fēng)力高度轉(zhuǎn)換計(jì)算模型。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)，開發(fā)江門市風(fēng)力分布可視化系統(tǒng)。

2.2 設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能模塊

在臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用GIS技術(shù)，其系統(tǒng)的功能模塊中，應(yīng)該以滿足有效評估災(zāi)害危險(xiǎn)性為需求，以提高臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)應(yīng)用性能[1]。首先，應(yīng)用GIS技術(shù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的氣象觀測數(shù)據(jù)查詢模塊，該模塊主要是對江門地區(qū)現(xiàn)有自動(dòng)站、區(qū)域站等觀測站點(diǎn)的風(fēng)向風(fēng)速進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、展示，模塊中的數(shù)據(jù)查詢條件包括站號、站名、行政區(qū)劃等；在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)氣象觀測站點(diǎn)數(shù)據(jù)列表、曲線、柱狀等圖表展現(xiàn)形式；也能夠以地圖可視化的方式，展示江門所有站點(diǎn)風(fēng)向、風(fēng)速的觀測數(shù)據(jù)[2]。其次，對于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還包括電力線路數(shù)據(jù)查詢展示模塊，主要對江門地區(qū)現(xiàn)有電力線路，根據(jù)實(shí)際桿塔經(jīng)緯度在GIS地圖上進(jìn)行展現(xiàn)，模擬江門地區(qū)電力線路實(shí)際分布狀態(tài)。再者，對于電力標(biāo)塔風(fēng)場數(shù)據(jù)查詢模塊，根據(jù)計(jì)算參數(shù)和方法，結(jié)合導(dǎo)入的線路數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度、高度、年限），顯示線路及風(fēng)力圖；還可顯示電力線路中各標(biāo)塔10m、15m、30m、50m、70m、100m高度的極大風(fēng)速數(shù)據(jù)，并可同時(shí)在單個(gè)標(biāo)塔的可視化展示方面采用3D虛擬場景進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，增強(qiáng)系統(tǒng)展示效果。同時(shí)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還包括用戶管理模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊，主要維護(hù)、更新、查詢系統(tǒng)信息，動(dòng)態(tài)配置系統(tǒng)內(nèi)電力線路信息、鐵塔經(jīng)緯度以及江門行政區(qū)劃信息等信息，卻把系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)據(jù)可維護(hù)性。

三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

在臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將會基于GIS基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)架構(gòu)采用J2EE三層開發(fā)體系架構(gòu)，使用Spring+ Spring的技術(shù)框架，不僅可以有效的提升該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)性，還能夠提升系統(tǒng)進(jìn)行災(zāi)害危險(xiǎn)性評估工作的安全性。并且，對于系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)之中，還將會應(yīng)用Microsoft公司SQL Server軟件，以此作為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)服務(wù)平臺，并為其配置高性能PC Windows操作系統(tǒng)，同時(shí)可以結(jié)合利用Visual Studio.Net語言、C#語言、ASP.NET語言以及JavaScript等計(jì)算機(jī)技術(shù)，優(yōu)化完成對臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)的開發(fā)工作【3-6】。對于對于整個(gè)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)的應(yīng)用者，可以采取基于B/S接入方式的門戶方案，可以為不同的系統(tǒng)用戶提供統(tǒng)一的系統(tǒng)訪問接口。具體如下圖1中所示。

四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

在對臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在其軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，可以應(yīng)用GIS技術(shù)，有效提升臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)的使用性能[7]。

4.1界定工作流程方向

在基于GIS技術(shù)的臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要界定出該系統(tǒng)在進(jìn)行臺風(fēng)災(zāi)害評估方面的工作流程，制定出科學(xué)嚴(yán)密的災(zāi)害評估控制流程，有效改進(jìn)該系統(tǒng)中對于臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)的評估機(jī)制，可以結(jié)合GIS技術(shù)，以及臺風(fēng)災(zāi)害實(shí)際情況，統(tǒng)一評估危險(xiǎn)性。同時(shí)，對于軟件的設(shè)計(jì)中，還可應(yīng)用GIS地圖數(shù)據(jù)展示，展示風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速、風(fēng)的狀態(tài)我們需要提供數(shù)據(jù)對應(yīng)的查詢接口。應(yīng)用GIS技術(shù)，設(shè)計(jì)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)，可以在運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)行臺風(fēng)災(zāi)害評估方面，有效模擬出江門市地區(qū)的臺風(fēng)災(zāi)害場景，可以快速確定受災(zāi)區(qū)臺風(fēng)災(zāi)害地形起，為災(zāi)害危險(xiǎn)性評估提供條件，并可進(jìn)一步的預(yù)測當(dāng)?shù)嘏_風(fēng)災(zāi)害的損失。

4.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

在應(yīng)用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)中，將會應(yīng)用數(shù)字信號處理器以及微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)也要優(yōu)化設(shè)計(jì)其IO設(shè)備與C++語言、ARM的融合，提提升系統(tǒng)性能【8】；并且，針對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，將會應(yīng)用SQL數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對臺風(fēng)災(zāi)害數(shù)據(jù)信息的存儲，確保系統(tǒng)內(nèi)臺風(fēng)災(zāi)害數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)，針對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，可以設(shè)置GIS數(shù)據(jù)專享庫，有效確保及時(shí)調(diào)取GIS信息，并將會實(shí)現(xiàn)GIS預(yù)測數(shù)據(jù)的共享，以便可以保證在臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估中，其所用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與完整性。

五、應(yīng)用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)的效益分析

設(shè)計(jì)基于GIS技術(shù)的臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)，可以根據(jù)格點(diǎn)、線路，顯示不同高度、不同年限的極大風(fēng)速，有效預(yù)測臺風(fēng)危害。開發(fā)基于江門地區(qū)的臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)軟件，應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅可以為電力部門的輸電線路設(shè)計(jì)風(fēng)速提供依據(jù)，同時(shí)也可以在保證線路安全的情況下，降低工程成本。并且，該研究的結(jié)論還將對同類地區(qū)的輸電線路防風(fēng)工作提供借鑒。應(yīng)用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)，通過信息的整合，在基于高分辨率地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)Web技術(shù)、GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)江門地區(qū)氣象觀測站點(diǎn)、電力線路、標(biāo)塔的不同高度、不同重現(xiàn)期的最大風(fēng)速圖的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、查詢、可視化顯示；極大地提高臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估科技、管理人員的工作效率，提高臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)防能力，發(fā)揮積極社會經(jīng)濟(jì)效益。

六、結(jié)論

綜上所述，針對江門市臺風(fēng)災(zāi)害預(yù)防中，在其臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用GIS技術(shù)，不僅可以在系統(tǒng)中有效模擬臺風(fēng)災(zāi)害場景，也可以在系統(tǒng)中結(jié)合GIS預(yù)測模型，有效評估臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性，制定有效災(zāi)害預(yù)防措施，確保江門市免受臺風(fēng)危害，在實(shí)際中發(fā)揮積極應(yīng)用意義。

參 考 文 獻(xiàn)

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