基于GIS的雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

文/黃志濤 劉向科

基于GIS的雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

文/黃志濤 劉向科

本文針對雷電災(zāi)害進行分析，簡單的介紹一下GIS的雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

雷電災(zāi)害 GIS 監(jiān)測預(yù)警 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

現(xiàn)在社會當中有很多的認為災(zāi)害與自然災(zāi)害，其中，人為的災(zāi)害是可以管理避免的，但是自然災(zāi)害的特點就是不確定性，人們不確定相關(guān)的自然災(zāi)害會在什么時候發(fā)生，這就給人們的日常生活帶來了困擾，很多的悲劇往往就是由于人們對于自然災(zāi)害的認識不都到位，對于自然災(zāi)害沒有一個合理的預(yù)警和監(jiān)測的措施，那么久導(dǎo)致了現(xiàn)在現(xiàn)實生活當中很多悲劇的發(fā)生，其中雷電的災(zāi)害是一種破壞力極強的災(zāi)害，這樣的災(zāi)害一旦發(fā)生了，不僅對于人類的生命與財產(chǎn)，而且會對很多的建筑物造成很大程度的破壞，電子設(shè)備有的都會失靈，所以對于雷電災(zāi)害的檢測系統(tǒng)的建立已經(jīng)是必不可少的一項工作了。

1 雷電的形成原理

我們平時所肉眼見到的閃電，耳朵聽到的打雷，都是由于現(xiàn)在在大自然當中存在著瞬間放電的現(xiàn)象，這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)了，那么就會伴隨著有聲音與光線的出現(xiàn)，那么在我們的眼睛與耳朵當中，就成為了雷聲與閃電，雷電的有一個特點就是瞬間發(fā)生，但是電壓和電流特別的大，能量的釋放時間很短，那么就說明了雷電的破壞性極大。

雷電產(chǎn)生以前，很可能就會伴隨著積雨云，積雨云是很高的，通常存在于15Km以上的高空當中，有時候人們會認為，這么高的天空，那么雷電一定不會給人們帶來危險，其實不是這樣的，有些的雷電，由于需要放電，那么就會接觸一個能夠讓他放電的東西，所以雷電產(chǎn)生放電會找一些比較高的建筑或者山峰進行放電，在這一個過程當中，雷電會產(chǎn)生很大的電流，能量也相當?shù)木薮螅云茐牧O強，所以現(xiàn)在有很多的人們?yōu)榱朔乐估纂姙?zāi)害的發(fā)生，在很多的高層建筑上安裝上了避雷針，但是現(xiàn)在有很多的避雷針的使用情況并不是特別的明顯，所以人們現(xiàn)在對于雷電的預(yù)防有了新的研究。

2 雷電災(zāi)害預(yù)警的原理

由于現(xiàn)在人類科技的飛速發(fā)展，人們現(xiàn)在對于雷電也有了新的認識，對于防范雷電也有了新的科學(xué)方法，人們在現(xiàn)在科技發(fā)展的幫助下，對于雷電災(zāi)害發(fā)生的情況能夠更好的掌握，這其中就包括了對于雷聲的識別以及對于雷電方位的掌控，人們在這些數(shù)據(jù)上掌握良好，那么在以后對于雷電災(zāi)害的防范上就會有更多的辦法，無論是現(xiàn)在的天氣預(yù)報也好，還是現(xiàn)在對于雷電監(jiān)控的部門也好，也都在隨著科技的發(fā)展而不斷的進步，也都掌握了對于雷聲以及雷電方位的判斷：

2.1 雷聲的識別

雷聲的產(chǎn)生是由于雷電在發(fā)生時，產(chǎn)生的能量相當?shù)木薮螅敲淳蜁?dǎo)致產(chǎn)生了脈沖的電流，這樣的脈沖能夠傳到很遠的地方，當雷電的能量產(chǎn)生了很大的聲音以后，那么脈沖就會比它快一步的傳播，所以人們能夠進一步掌握雷電發(fā)生的狀況，現(xiàn)在有關(guān)這個技術(shù)，人類也對于雷聲有了新的掌握，其中，一個很自然的科學(xué)也被錄入了現(xiàn)在的中學(xué)教育當中，那就是關(guān)于雷聲的計算，聲音在空氣當中的傳播速度是340米/秒，那么在我們看見了閃電以后，可以根據(jù)這個數(shù)據(jù)來計算出雷電所在的大概位置，這對于平時的人們在雷電災(zāi)害的防范上有很大的幫助，如圖1所示。

圖1：雷電實時顯示圖

2.2 測量雷聲的方向

現(xiàn)在人類對于雷電的距離極端已經(jīng)到達了一個很精準的位置，但是有關(guān)于雷電的方位掌握還需要一定的改善，還需要一定的研究，如果能夠確定出來雷電的距離，在確定了雷電的方向以后，那么我們就可以對于雷電的方位有一個具體的掌握，在對于雷電災(zāi)害檢測系統(tǒng)的建立也有了很大幫助，但是現(xiàn)在有關(guān)雷電方向的研究還不夠精準，需要工作人員來進一步的分析與總結(jié)，不斷的減少誤差。

3 GlS系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)是近幾年興起的一個檢測雷電災(zāi)害的技術(shù)，也可以說是一個檢測雷電災(zāi)害的系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)能夠做到對于相關(guān)雷電數(shù)據(jù)做到具體的分析，在很大程度上，掌握雷電發(fā)生的具體情況。

3.1 GIS系統(tǒng)的總體闡述

雷達是現(xiàn)在人們對于雷電檢測的一個重要的工具，根據(jù)雷達能夠確定雷電的方位以及具體的距離，GIS系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一個縮寫，有關(guān)地理信息系統(tǒng)，在名字上就可以看出來，根據(jù)相關(guān)的科學(xué)來對于數(shù)據(jù)有一個具體的轉(zhuǎn)化，根據(jù)具體的數(shù)值來確定相關(guān)的信息等等，這個系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠保證了現(xiàn)在對于信息的實時性掌握，能夠比以前的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加的有效，最主要的，在最后，數(shù)據(jù)的形式還可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D的信息，能夠給使用者一個更直觀的見解，著對于相關(guān)雷電的防范以及檢測能夠起到很有效的作用，如圖2所示。

圖2：某基于GIS系統(tǒng)監(jiān)測到的當天實時發(fā)生的多次雷電過程

3.2 地圖控制模板的簡單介紹

這個模塊能夠?qū)τ谙嚓P(guān)的地圖任一的進行放大縮小，有很多地圖上能夠應(yīng)用到的功能，除此之外，還能夠在地圖上至關(guān)的將所處的經(jīng)度與緯度顯示出來，現(xiàn)在相關(guān)的技術(shù)人員能夠更加精準的控制地圖，能夠更加有效的對于雷電災(zāi)害的預(yù)防有一個把控。

3.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊的簡單介紹

在我們預(yù)警雷電的時候，需要對于數(shù)據(jù)有一定分析，在這點上GIS系統(tǒng)就可以完全的做到對于每一個有關(guān)于雷電發(fā)生的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，儲存在GIS系統(tǒng)當中，還能夠進行轉(zhuǎn)化，在用的時候很方便，能夠?qū)τ诶纂娪幸粋€更直觀的判斷。

3.4 地圖工具模塊的簡單介紹

GIS系統(tǒng)當中的工具也是很多的，在工作當中能夠為工作人員提供一些比較常用到的工具來幫助工作人員完整雷電的預(yù)警工作，能夠為工作人員提供進一步的幫助。

4 結(jié)束語

相關(guān)GIS雷電災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與數(shù)據(jù)處理的工作是一項相當復(fù)雜，而且涉及相當廣泛的工作，工作人員一定要在工作當中多發(fā)現(xiàn)問題，多改善問題，讓現(xiàn)在有關(guān)雷電的預(yù)警工作能夠更加的有效，對于雷電能夠有一個更好的掌握。

[1]王保國.雷電監(jiān)測方法的研究[J].臺州信息，2012.

[2]張騰飛.地理信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[J].氣象科技，2010.

作者單位山東省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心 山東省濟南市250031