一种雷电活动空间特征分析方法技术

本发明专利技术提出了一种雷电活动空间特征的分析方法。该方法可对雷电活动的地域演变过程进行描述，包括雷电活动的移动速度、移动方向和影响面积的大小。该方法采用网格法对雷电活动的空间进行划分，采用八连通区域法对闪电数据进行分类，然后定义一系列地域参数对雷电活动的地域演变进行描述，得出雷电活动的空间特征。征。征。

【技术实现步骤摘要】
一种雷电活动空间特征分析方法


[0001]本专利技术涉及了一种雷电活动空间特征分析方法。

技术介绍

[0002]雷电是对流活动的产物，是发生于大气中的一种长距离放电现象。它与人类的生活息息相关，是许多地区主要的降水源，更是自然界不可或缺的物理过程。然而，雷电活动带来的灾害也不可忽视，雷暴天气常伴有破坏性雷击、冰雹、下击暴流和龙卷风的发生，严重的雷暴事件可能导致航班延误、电信质量恶化、电力网络损坏等重大的人员和财产损失，对雷电活动的产生机理、发展过程认知和雷暴的实时预警十分重要。借助于现代化探测设备获取的闪电资料，分析了解雷电的时空发生特征是一项极为基础性的工作。针对雷电的时间性、空间性和强度性，对雷电资料进行分析，能够很好地研究雷电活动时空分布的特点、规律和对人类产生的危害性，为防灾减灾提供预防依据。为了更好的研究雷电活动的时空分布特征，充分利用获取的闪电定位资料，需要制定一套系统的雷电活动空间特征研究分析方法。
[0003]本专利技术提出了一种雷电活动空间特征的分析方法。该方法可对雷电活动的地域演变过程进行描述，包括雷电活动的移动速度、移动方向和影响面积的大小。该方法采用网格法对雷电活动的空间进行划分，采用八连通区域法对闪电数据进行分类，然后定义一系列地域参数对雷电活动的地域演变进行描述，得出雷电活动的空间特征。

技术实现思路

[0004]雷电活动空间特征分析方法，首先采用网格法将经纬度为2的空间区域分成若干网格，然后针对雷电活动空间分布的特点，定义一套网格参数，对雷电活动特征进行描述，最后利用八连通区域法处理闪电定位数据，计算雷电活动移动速度、移动方向和影响面积来描述空间分布特征。
[0005]雷电活动空间特征分析方法，其特征在于，包括下述步骤：
[0006]步骤1：采用网格法将经纬度为2的空间区域分成若干网格。
[0007]步骤2：针对雷电活动空间分布的特点，定义一套网格参数，对雷电活动特征进行描述，网格参数基于以下定义
[0008](1)闪电空间密度STD：12分钟内一个网格中发生的闪电次数；
[0009](2)闪电空间邻域STN：12分钟内某一放电中心所连通的区域；
[0010](3)主放电中心坐标C：以STD占STN范围内总闪电次数比例为权重，雷暴扩展有效范围内网格的加权中心坐标。
[0011]步骤3：利用八连通区域法处理闪电定位数据。
[0012]步骤4：计算雷电活动移动速度、移动方向和影响面积来描述空间分布特征。
[0013]在上述的雷电活动空间特征分析方法，网格法划分空间区域包括下述步骤：
[0014]步骤1：确定雷电活动空间区域范围及网格大小。
[0015]经纬度：经度区间[112.5，114.5]，纬度区间[22，24]；
[0016]网格数：经纬度为2的空间区域分为40000个0.01*0.01的网格。
[0017]步骤2：统计每一网格范围内闪电定位数据，确定每一网格内闪电频次。其中，经度范围[(112.5+0.01*x),(112.5+0.01*(x+1))],纬度范围[(22+0.01*y),(22+0.01*(y+1))]，该次闪电属于第[x,y]个网格。
[0018]步骤3：标记每12分钟，空间区域中闪电次数最多的网格。
[0019]在上述的雷电活动空间特征分析方法，八连通区域算法包括下述步骤：
[0020]步骤1：八向连通指从指定网格开始，向该网格的左、左上、上、右上、右、右下、下、左下这八个方向进行查找。
[0021]步骤2：若指定网格的八向连通网格中有闪电次数大于或等于2的网格，则以该网格为新的指定网格，继续寻找新的指定网格的八向连通网格，直到没有新的指定网格，进行步骤4的操作。
[0022]步骤3：若指定网格的八向连通网格中无闪电次数大于或等于2的网格，则主放电中心坐标C为该指定网格的坐标。
[0023]步骤4：记录八向连通区域的网格数n，每个网格的闪电次数f。
[0024]步骤5：计算主放电中心坐标C(Clon，Clat)。
[0025](1)连通区域内某一网格A(x，y)的权重：
[0026][0027](2)主放电中心坐标C的横坐标：
[0028]Clon＝(P1*x1+P2*x2+
…
+P
n
*x
n
)*112.5
[0029](3)主放电中心坐标C的纵坐标
[0030]Clat＝(P1*y1+P2*y2+
…
+P
n
*y
n
)*22
[0031]在上述的雷电活动空间特征分析方法，计算雷电活动移动速度、移动方向和影响面积来描述空间分布特征包括下述步骤：
[0032]步骤1：根据两个连续时间段的主放电中心坐标C1、C2，得出该时间段内雷电活动的影响面积S
[0033]S＝n*1.12[0034]步骤2：根据两个连续时间段的主放电中心坐标C1、C2，得出该时间段内雷电活动的雷电活动的移动速度V
[0035][0036]步骤3：根据两个连续时间段的主放电中心坐标C1、C2，得出该时间段内雷电活动的雷电活动的移动方向Ang
[0037][0038]当(Clat1‑
Clat2)>0，(Clon1‑
Clon2)>0
[0039]Ang＝ang+180
[0040]当(Clat1‑
Clat2)>0，(Clon1‑
Clon2)<0
[0041]Ang＝ang+360。
[0042]本专利技术能够对雷电活动的地域演变过程进行描述，包括雷电活动的移动速度、移动方向和影响面积的大小。
附图说明
[0043]图1是雷电活动空间特征分析方法流程图。
[0044]图2是网格法分析结果图。
[0045]图3是八联通区域算法分析结果图。
具体实施方式
[0046]下面结合附图和实施例进一步说明：
[0047]如图1雷电活动空间特征分析方法，首先采用网格法将经纬度为2的空间区域分成若干网格，然后针对雷电活动空间分布的特点，定义一套网格参数，对雷电活动特征进行描述，最后利用八连通区域法处理闪电定位数据，计算雷电活动移动速度、移动方向和影响面积来描述空间分布特征。
[0048]网格法将经纬度为2的空间区域分成若干网格，对闪电定位系统数据进行分析结果如图2所示，包括下述步骤
[0049]步骤1：确定雷电活动空间区域范围及网格大小。
[0050](1)经纬度：经度区间[112.5，114.5]，纬度区间[22，24]；
[0051](2)格数：经纬度为2的空间区域分为40000个0.01*0.01的网格。
[0052]步骤2：统计每一网格范围内闪电定位数据，确定每一网格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.雷电活动空间特征分析方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：采用网格法将经纬度为2的空间区域分成若干网格；步骤2：针对雷电活动空间分布的特点，定义一套网格参数，对雷电活动特征进行描述，网格参数基于以下定义(1)闪电空间密度STD：12分钟内一个网格中发生的闪电次数；(2)闪电空间邻域STN：12分钟内某一放电中心所连通的区域；(3)主放电中心坐标C：以STD占STN范围内总闪电次数比例为权重，雷暴扩展有效范围内网格的加权中心坐标；步骤3：利用八连通区域法处理闪电定位数据；步骤4：计算雷电活动移动速度、移动方向和影响面积来描述空间分布特征。2.根据权利要求1所述的雷电活动空间特征分析方法，其特征在于，网格法划分空间区域包括下述步骤：步骤1：确定雷电活动空间区域范围及网格大小；经纬度：经度区间[112.5，114.5]，纬度区间[22，24]；网格数：经纬度为2的空间区域分为40000个0.01*0.01的网格；步骤2：统计每一网格范围内闪电定位数据，确定每一网格内闪电频次，其中，经度范围[(112.5+0.01*x),(112.5+0.01*(x+1))],纬度范围[(22+0.01*y),(22+0.01*(y+1))]，该次闪电属于第[x,y]个网格；步骤3：标记每12分钟，空间区域中闪电次数最多的网格。3.根据权利要求1所述的雷电活动空间特征分析方法，其特征在于，八连通区域算法包括下述步骤：步骤1：八向连通指从指定网格开始，向该网格的左、左上、上、右上、右、右下、下、左下这八个方向进行查找；步骤2：若指定网格的八向连通网格中有闪电次数大于或等于2的网格，则以该网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟男，王红斌，程思，栾乐，莫文雄，蔡力，许中，刘俊翔，王建国，张亚茹，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：