一种风沙灾害模拟装置及模拟方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种风沙灾害模拟装置和模拟方法，所述的模拟装置包括数据采集装置、用于存储所述数据采集装置采集数据的数据存储装置、以及风沙灾害模拟装置和风沙灾害评估装置，数据存储装置包括地区基础数据模块和风沙灾害基础数据模块，风沙灾害模拟装置包括系统底图模块和风沙灾害动力模拟模块，系统底图模块与所述地区基础数据模块相联，风沙灾害动力模拟模块与所述风沙灾害基础数据模块相联，风沙灾害模拟装置还包括与系统底图模块以及风沙灾害动力模拟模块相联的叠加运算模块，叠加运算模块与所述风沙灾害评估装置相联，所述风沙灾害评估装置上连接有外部输出装置。本发明专利技术能够实时地提供风沙灾害模拟情况，并能够进行风沙灾害风险预警检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可以直接应用于风沙灾害模拟的风沙灾害模拟装置及模拟方法。
技术介绍
沙尘暴这一复杂自然现象及其引发的问题已成为生态学、自然地理学、气象学、风 沙物理学、灾害学和环境科学等多个学科的热点研究领域。目前，我国正在逐步开展沙尘暴 灾害的实时预测预报和仿真预警等关键技术研究，但还处于起步阶段。当前沙尘暴领域的 研究多停留在定性研究阶段，粉尘物质在整个沙尘暴事件期间的空间分布定量化研究还很 欠缺，其实时动态化分布过程和规律还不是十分清楚，对沙尘暴的灾害预警手段还亟需提 升。现有技术多是从气象学的角度预测沙尘暴的运移规律，尚无从风沙物理学角度判别沙 尘暴发生、发展和移动路径的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服上述现有技术的缺陷而提供一种能够实时地提供风沙灾 害模拟情况，并能够进行风沙灾害风险预警检测的风沙灾害模拟装置。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案一种风沙灾害模拟装置，包括数据采集装置、用于存储所述数据采集装置采集数 据的数据存储装置、以及风沙灾害模拟装置和风沙灾害评估装置，其中，所述数据存储装置 包括地区基础数据模块和风沙灾害基础数据模块，所述风沙灾害模拟装置包括系统底图模 块和风沙灾害动力模拟模块，所述系统底图模块与所述地区基础数据模块相联，所述风沙 灾害动力模拟模块与所述风沙灾害基础数据模块相联，并且，所述风沙灾害模拟装置还包 括与所述系统底图模块以及风沙灾害动力模拟模块相联的叠加运算模块，所述叠加运算模 块与所述风沙灾害评估装置相联，所述风沙灾害评估装置上连接有外部输出装置。优选地，所述数据采集装置包括实时数据采集装置和历史数据录入装置。进一步，所述实时数据采集装置通过传感器或探测器对待测环境的大风强度、风 蚀速度、沙尘浓度、沉降量、以及能见度中的一种或几种参数进行采集。更优选地，所述风沙灾害模拟装置还包括模拟数据校验模块，模拟数据校验模块 分别与所述数据存储装置和所述风沙灾害评估装置相联。进一步，所述风沙灾害模拟装置还包括风险预警模块，所述风险预警模块与所述 风沙灾害评估装置相联。本专利技术的另一目的为提供一种风沙灾害模拟方法，包括以下步骤a、通过数据采集装置将待测地的基础信息、地理信息以及风沙灾害基础信息录入 到数据存储装置中；b、然后通过风沙灾害模拟装置从所述数据存储装置中调入数据，进行计算和模 拟，并在外部输出装置上形成系统底图以及在系统底图上形成风沙灾害模拟视图；C、通过风沙灾害评估装置对步骤b中的模拟数据进行判断、评估，并将结果显示在外部输出装置上。优选地，通过模拟数据校验模块将所述风沙灾害模拟装置以及风沙灾害评估装置 模拟和评估的各次或实时的结果反馈至数据存储装置，并进行数据校验以及模拟调整。进一步，当与所述风沙灾害评估装置相联的风险预警模块收到超过设定值的数据 信号时，所述风险预警模块发出报警信号。本专利技术的优点是1.利用TM影像数据和国家地形分布数据生成系统底图，该底图与卫星图像相对 应，可以直接用于与卫星云图的比较，为利用卫星云图读取沙尘暴的分布范围提供了参考 依据。2.通过风沙灾害基础信息模块(包含多个数据库)，为风沙灾害的仿真模拟提供 多角度的分析数据。即能利用地表起沙，沙尘分布等数据库进行风沙灾害形成发展的模拟， 又可以通过沙尘暴历史事件数据模块对已发生沙尘暴灾害进行历史重现，为最近30年已 发生沙尘暴灾害规律的研究提供便利。3.通过对基础地理信息模块中的社会经济数据与风沙灾害基础数据模块中基本 数据的叠加，利用沙尘暴模拟算法，生成直观的风沙灾情评估图。专业人员可以利用评估图 对沙尘暴灾害情况进行评估分析，同时，非专业人员也很容易读取沙尘暴灾害的分布情况。4.风沙灾害信息模块中增加了 API、沙尘浓度等信息数据库，不仅为已发生沙尘 暴期间空气质量的查询提供了信息，同时也提供了对未来沙尘暴发生期间空气质量预报的 重要参考依据。5.设置了风沙灾害风险预警系统装置，该装置是利用对风沙灾害评估模块的结 果，根据沙尘暴灾害不同等级，对沙尘暴灾害的风险进行等级划分。在此基础上，利用预警 预报装置对不同级别灾害进行预警提醒，为政府部门发布预警信息提供直接的技术支撑。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术系统底图的示意图；图3为本专利技术风沙灾害模拟的结果示意图；图4为本专利技术风沙灾害路径模拟的结果示意图。具体实施例方式参见图1，其中示出本专利技术一种风沙灾害模拟装置的优选实施例，包括数据采集装 置1，优选地，该数据采集装置1包括实时数据采集装置11和历史数据录入装置12，所述 的实时数据采集装置11可以通过传感器或探测器等采集装置对待测环境的大风强度、风 蚀速度、沙尘浓度、沉降量、以及能见度中的一种或几种参数进行采集，而所述历史数据录 入装置12包括从国家统计部门的信息数据库中录入某个或某些地区的各种地理、人文、交 通、城镇分布、人口分布、TM影像数据等历史数据；本专利技术的风沙灾害模拟装置还包括用于 存储所述数据采集装置1采集数据的数据存储装置2、以及风沙灾害模拟装置3和风沙灾害 评估装置4，其中，所述数据存储装置2包括地区基础数据模块21和风沙灾害基础数据模块 22，所述风沙灾害模拟装置3包括系统底图模块31和风沙灾害动力模拟模块32，所述系统底图模块31与所述地区基础数据模块21相联，所述风沙灾害动力模拟模块32与所述风沙 灾害基础数据模块22相联。其中，所述系统底图模块31从所述地区基础数据模块21读取该地区的TM影像图 库(例如遥感卫星拍摄的TM影像资料)、地形图数据库和社会人口、经济数据库等(例如 可以从国家统计部门数据库获得相应信息)，并利用上述的数据库信息生成本专利技术风沙灾 害模拟装置的系统底图(如图2所示)；这样在所述的系统底图上即包含遥感卫星实时云 图，又可以显示国家统计的人口，经济等数据信息；由此，在沙尘暴灾害发生时，能够对承载 体的受灾情况统计提供数据与技术支撑。所述风沙灾害动力模拟模块32从所述风沙灾害基础数据模块22读取相应地区的 地表起沙数据库、沙尘分布数据库、大气降尘时空分布数据库、极大风速等值线数据库、API 等值线数据库、沙尘暴历史事件数据库等信息，为风沙灾害的模拟与预警提供详尽、具体的 数据支持，使得本专利技术对风沙灾害的动力模拟更加接近于真实的客观环境。由此，本专利技术可 以在风沙灾害动力模拟的时候，能够揭示典型沙尘暴事件发生、发展和演变的规律，为风沙 灾情评估和灾害风险预警提供技术基础。进一步，本专利技术所述的风沙灾害模拟装置3还包括与所述系统底图模块31以及风 沙灾害动力模拟模块32相联的叠加运算模块33，所述叠加运算模块33与所述风沙灾害评 估装置4相联，所述风沙灾害评估装置4上连接有外部输出装置(如图3和图4所示)。优 选地，对风沙灾害风险的评估，可以是通过风沙灾害的强度进行分级，并从风沙灾害的影响 范围以及风沙灾害带来的经济损失等几个方面进行评估。由此，系统底图模块31和风沙灾 害动力模拟模块32通过所述的叠加运算模块33进行复合、叠加，并进行风沙灾害评估，进 而将相应的结果呈现在外部输出装置上(例如显示器、屏幕、通信终端等)，直观地将实时 的或历史的风沙灾害情况呈现给使用者或者查询者。优选地，本专利技术所述风沙灾害模拟装置还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风沙灾害模拟装置，其特征在于：包括数据采集装置（１）、用于存储所述数据采集装置（１）采集数据的数据存储装置（２）、以及风沙灾害模拟装置（３）和风沙灾害评估装置（４），其中，所述数据存储装置（２）包括地区基础数据模块（２１）和风沙灾害基础数据模块（２２），所述风沙灾害模拟装置（３）包括系统底图模块（３１）和风沙灾害动力模拟模块（３２），所述系统底图模块（３１）与所述地区基础数据模块（２１）相联，所述风沙灾害动力模拟模块（３２）与所述风沙灾害基础数据模块（２２）相联，并且，所述风沙灾害模拟装置（３）还包括与所述系统底图模块（３１）以及风沙灾害动力模拟模块（３２）相联的叠加运算模块（３３），所述叠加运算模块（３３）与所述风沙灾害评估装置（４）相联，所述风沙灾害评估装置（４）上连接有外部输出装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连友，张小啸，吕艳丽，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]