一种用于引雷设施选址分析的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于引雷设施选址分析的方法及其系统，该方法包括：依据预设数据库对应获取某一时间段预设区域内的雷电定位标准数据信息以及气象标准数据信息；将雷电定位标准数据信息、气象标准数据信息以及某一时间段预设区域内的标准地形数据信息进行存储；根据存储的雷电定位标准数据信息构建雷电走廊模型、根据存储的气象标准数据信息计算候选点的主导风向、以及根据存储的标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点；将用于能够表征雷电走廊、选址候选点以及主导风向模型以可视化形式输出或进行数据发布；实现了通过将雷电定位标准数据信息、气象标准数据信息以及某一时间段预设区域内的标准地形数据信息三者相结合以达到对引雷设施的选址进行分析的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于引雷设施选址分析的方法及其系统
本专利技术属于雷电活动规律分析及防雷
，特别涉及一种用于引雷设施选址分析的方法及其系统。
技术介绍
雷电是一种自然界的放电现象，由于其电流大，电压高，当雷电击中地面物体时会造成较大的破坏，人类一直在进行各类雷电监测和防雷技术的研究。从20世界70年代后半期，在美国开始出现雷电定位系统用于监测雷电发生的位置，我国从90年代开始在气象、电力等行业大规模建设雷电定位系统。目前，雷电定位技术已经较为成熟，人类可以通过该系统得知一次雷击发生的精确时间和较为精确的位置。雷电定位系统每年可采集海量的雷电定位数据，人类虽然很难从客观上改变和减少雷电活动的发生，但是从这些海量的历史数据中去发现雷电活动的规律，在雷暴活动频繁，雷电流较大的区域安装防雷设备，起到预防的作用，减少雷电引起的灾害。人工引发雷电是在适宜的雷暴条件下将雷电人为地引发到地面。如果能够充分人工引雷，导致云层中的电场提前释放完毕，则可以实现“以引代防”，实现主动防雷。目前引雷的方法主要有“火箭引雷”和“引雷塔”等，其中前者主要用于雷电物理研究，还能对雷电防护装置的性能进行综合试验和评估；后者则能进行雷电的防护。引雷设施的引雷效果除与设备本身性能相关，另一个主要的影响因素既是其选址，在雷电活动的主要走廊上建设引雷设施可以取得比其他地区更好的引雷和防护效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于引雷设施选址分析的方法及其系统；该方法及其系统实现了对引雷设施的选址进行准确分析。为解决上述技术问题，依据本专利技术的一个方面，提供了一种用于引雷设施选址分析的方法，该方法包括：依据预设数据库对应获取某一时间段预设区域内的雷电定位标准数据信息以及气象标准数据信息；将所述雷电定位标准数据信息、所述气象标准数据信息以及所述某一时间段预设区域内的标准地形数据信息进行存储；根据存储的所述雷电定位标准数据信息构建雷电走廊模型、根据存储的所述气象标准数据信息计算候选点的主导风向、以及根据存储的所述标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点；将用于能够表征雷电走廊、选址候选点以及主导风向模型以可视化形式输出或进行数据发布。进一步地，所述预设数据库包括如下构建步骤：分别从雷电定位系统、气象信息系统中对应提取某一时间段内的雷电定位数据信息以及气象数据信息；去除所述雷电定位数据信息中定位站数少于3-5站的雷电数据信息得到雷电定位基础数据信息；合并所述雷电定位基础数据信息中的回击数据信息得到雷电定位标准数据信息；依据所述雷电定位标准数据信息以及所述气象数据信息构建所述预设数据库。进一步地，所述根据存储的所述雷电定位标准数据构建雷电走廊模型包括如下步骤：对所述雷电定位标准数据信息同时进行时间和空间上的聚类分析，获取数量为所述雷电定位数据信息数量1/100-1/10的聚类点；将所述聚类点按照时间先后顺序进行排序，获取若干个有向向量，并根据所述有向向量得出能够实现表征雷暴过程的有向线段；将预设区域栅格化，定义栅格初始像素为0；对所述栅格的像素值进行聚类分析，并依据所述聚类分析的分析结果去除孤立噪点，获得栅格图；将所述栅格图进行矢量化以及边缘平滑处理，获得所述雷电走廊模型。进一步地，所述选址候选区域通过如下步骤构建：取得每个所述雷电走廊模型的两个端点，对其进行缓冲分析；其中，缓冲后得到的区域为第一选址候选区域，其权重为1；对所有的所述雷电走廊模型进行叠加相交分析，取得雷电走廊的相交区域为第二选址候选区域，其权重值为经过此区域的雷电走廊模型的个数；将所述第一选址候选区域、所述第二选址候选区域进行空间叠加取交集分析，若所述第一选址候选区域中的第一选址候选子区域与所述第二选址候选区域中的第二选址候选子区域相交，则构建第三选址候选区域；其中，所述第三选址候选区域的区域范围取所述第一选址候选子区域、所述第二选址候选子区域的并集，所述第三选址候选区域的权重值为所述第一选址候选子区域的权重值加上所述第二选址候选子区域的权重值；同时丢弃所述第一选址候选子区域、所述第二选址候选子区域。进一步地，所述根据存储的气象标准数据信息计算候选点的主导风向包括如下步骤：读取每一个选址候选区域在其各自对应雷电走廊模型中设置的时间范围内的风向记录数据；针对某一个选址候选区域按照8方位或16方位统计各个方位的风向记录的数量，并定义该方位风向所占所有记录的百分比为风向概率；取所有风向概率大于或等于设定风向阈值的风向作为该选址候选区域的主导风向，并按照风向概率的数值从大到小对所述主导风向进行排序；其中，所述风向阈值为30%；计算防护目标与该选址候选区域所对应的方位角，若该方位角位于主导风向方向，则该选址候选区域的权重值加1。进一步地，所述根据存储的标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点包括如下步骤：对每一个选址候选区域进行筛选；其中，筛选规则为若选址候选区域的水域面积大于对应选址候选区域面积的50%，则丢弃该选址候选区域；依据每一个选址候选区域的高程信息和预设的高程选址规则构建对应选址候选区域下的选址候选点；其中，对应选址候选区域的权重值与该选址候选区域下选址候选点的权重值相同；将所有选址候选区域下的选址候选点进行集合并排序。依据本专利技术的又一方面，提供了一种用于引雷设施选址分析的系统，包括：标准数据信息获取模块，用于依据预设数据库对应获取某一时间段预设区域内的雷电定位标准数据信息以及气象标准数据信息；标准数据信息存储模块，用于将所述雷电定位标准数据信息、所述气象标准数据信息以及所述某一时间段预设区域内的标准地形数据信息进行存储；选址候选点确定模块，用于根据存储的所述雷电定位标准数据信息构建雷电走廊模型、根据存储的所述气象标准数据信息计算候选点的主导风向、以及根据存储的所述标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点；信息显示模块，用于将用于能够表征雷电走廊、选址候选点以及主导风向模型以可视化形式输出或进行数据发布。进一步地，所述标准数据信息获取模块包括：数据信息提取子模块，用于分别从雷电定位系统、气象信息系统中对应提取某一时间段内的雷电定位数据信息以及气象数据信息；基础数据信息确定子模块，用于去除所述雷电定位数据信息中定位站数少于3-5站的雷电数据信息得到雷电定位基础数据信息；标准数据信息确定子模块，用于合并所述雷电定位基础数据信息中的回击数据信息得到雷电定位标准数据信息；预设数据库构建模块，用于依据所述雷电定位标准数据信息以及所述气象数据信息构建所述预设数据库。进一步地，所述选址候选点确定模块包括：第一选址候选区域确定子模块，用于取得每个所述雷电走廊模型的两个端点，对其进行缓冲分析；其中，缓冲后得到的区域为第一选址候选区域，其权重为1；第二选址候选区域确定子模块，用于对所有的所述雷电走廊模型进行叠加相交分析，取得雷电走廊的相交区域为第二选址候选区域，其权重值为经过此区域的雷电走廊模型的个数；第三选址候选区域确定子模块，用于将所述第一选址候选区域、所述第二选址候选区域进行空间叠加取交集分析，若所述第一选址候选区域中的第一选址候选子区域与所述第二选址候选区域中的第二选址候选子区域相交，则构建第三选址候选区域；其中，所述第三选址候选区域的区域范围取所述第一选址候选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引雷设施选址分析的方法，其特征在于，包括：依据预设数据库对应获取某一时间段预设区域内的雷电定位标准数据信息以及气象标准数据信息；将所述雷电定位标准数据信息、所述气象标准数据信息以及所述某一时间段预设区域内的标准地形数据信息进行存储；根据存储的所述雷电定位标准数据信息构建雷电走廊模型、根据存储的所述气象标准数据信息计算候选点的主导风向、以及根据存储的所述标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点；将用于能够表征雷电走廊、选址候选点以及主导风向模型以可视化形式输出或进行数据发布。

【技术特征摘要】
1.一种用于引雷设施选址分析的方法，其特征在于，包括：依据预设数据库对应获取某一时间段预设区域内的雷电定位标准数据信息以及气象标准数据信息；将所述雷电定位标准数据信息、所述气象标准数据信息以及所述某一时间段预设区域内的标准地形数据信息进行存储；根据存储的所述雷电定位标准数据信息构建雷电走廊模型、根据存储的所述气象标准数据信息计算候选点的主导风向、以及根据存储的所述标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点；将用于能够表征雷电走廊、选址候选点以及主导风向模型以可视化形式输出或进行数据发布；所述预设数据库包括如下构建步骤：分别从雷电定位系统、气象信息系统中对应提取某一时间段内的雷电定位数据信息以及气象数据信息；去除所述雷电定位数据信息中定位站数少于3站或少于4站或少于5站的雷电数据信息得到雷电定位基础数据信息；合并所述雷电定位基础数据信息中的回击数据信息得到雷电定位标准数据信息；依据所述雷电定位标准数据信息以及所述气象数据信息构建所述预设数据库；所述根据存储的所述雷电定位标准数据构建雷电走廊模型包括如下步骤：对所述雷电定位标准数据信息同时进行时间和空间上的聚类分析，获取数量为所述雷电定位数据信息数量1/100-1/10的聚类点；将所述聚类点按照时间先后顺序进行排序，获取若干个有向向量，并根据所述有向向量得出能够实现表征雷暴过程的有向线段；将预设区域栅格化，定义栅格初始像素为0；对所述栅格的像素值进行聚类分析，并依据所述聚类分析的分析结果去除孤立噪点，获得栅格图；将所述栅格图进行矢量化以及边缘平滑处理，获得所述雷电走廊模型；所述选址候选区域通过如下步骤构建：取得每个所述雷电走廊模型的两个端点，对其进行缓冲分析；其中，缓冲后得到的区域为第一选址候选区域，其权重为1；对所有的所述雷电走廊模型进行叠加相交分析，取得雷电走廊的相交区域为第二选址候选区域，其权重值为经过此区域的雷电走廊模型的个数；将所述第一选址候选区域、所述第二选址候选区域进行空间叠加取交集分析，若所述第一选址候选区域中的第一选址候选子区域与所述第二选址候选区域中的第二选址候选子区域相交，则构建第三选址候选区域；其中，所述第三选址候选区域的区域范围取所述第一选址候选子区域、所述第二选址候选子区域的并集，所述第三选址候选区域的权重值为所述第一选址候选子区域的权重值加上所述第二选址候选子区域的权重值；同时丢弃所述第一选址候选子区域和所述第二选址候选子区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据存储的气象标准数据信息计算候选点的主导风向包括如下步骤：读取每一个选址候选区域在其各自对应雷电走廊模型中设置的时间范围内的风向记录数据；针对某一个选址候选区域按照8方位或16方位统计各个方位的风向记录的数量，并定义该方位风向所占所有记录的百分比为风向概率；取所有风向概率大于或等于设定风向阈值的风向作为该选址候选区域的主导风向，并按照风向概率的数值从大到小对所述主导风向进行排序；其中，所述风向阈值为30％；计算防护目标与该选址候选区域所对应的方位角，若该方位角位于主导风向方向，则该选址候选区域的权重值加1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据存储的标准地形数据信息从选址候选区域中提取选址候选点包...

【专利技术属性】
技术研发人员：江聪世，周妙林，佘锋，凌飞，
申请(专利权)人：武汉聪源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：