基于GIS的雷电灾害监测预警与数据处理系统

文/黄志涛 刘向科

基于GIS的雷电灾害监测预警与数据处理系统

文/黄志涛 刘向科

本文针对雷电灾害进行分析，简单的介绍一下GIS的雷电灾害监测预警与数据处理系统。

雷电灾害 GIS 监测预警 数据处理系统

现在社会当中有很多的认为灾害与自然灾害，其中，人为的灾害是可以管理避免的，但是自然灾害的特点就是不确定性，人们不确定相关的自然灾害会在什么时候发生，这就给人们的日常生活带来了困扰，很多的悲剧往往就是由于人们对于自然灾害的认识不都到位，对于自然灾害没有一个合理的预警和监测的措施，那么久导致了现在现实生活当中很多悲剧的发生，其中雷电的灾害是一种破坏力极强的灾害，这样的灾害一旦发生了，不仅对于人类的生命与财产，而且会对很多的建筑物造成很大程度的破坏，电子设备有的都会失灵，所以对于雷电灾害的检测系统的建立已经是必不可少的一项工作了。

1 雷电的形成原理

我们平时所肉眼见到的闪电，耳朵听到的打雷，都是由于现在在大自然当中存在着瞬间放电的现象，这样的现象出现了，那么就会伴随着有声音与光线的出现，那么在我们的眼睛与耳朵当中，就成为了雷声与闪电，雷电的有一个特点就是瞬间发生，但是电压和电流特别的大，能量的释放时间很短，那么就说明了雷电的破坏性极大。

雷电产生以前，很可能就会伴随着积雨云，积雨云是很高的，通常存在于15Km以上的高空当中，有时候人们会认为，这么高的天空，那么雷电一定不会给人们带来危险，其实不是这样的，有些的雷电，由于需要放电，那么就会接触一个能够让他放电的东西，所以雷电产生放电会找一些比较高的建筑或者山峰进行放电，在这一个过程当中，雷电会产生很大的电流，能量也相当的巨大，所以破坏力极强，所以现在有很多的人们为了防止雷电灾害的发生，在很多的高层建筑上安装上了避雷针，但是现在有很多的避雷针的使用情况并不是特别的明显，所以人们现在对于雷电的预防有了新的研究。

2 雷电灾害预警的原理

由于现在人类科技的飞速发展，人们现在对于雷电也有了新的认识，对于防范雷电也有了新的科学方法，人们在现在科技发展的帮助下，对于雷电灾害发生的情况能够更好的掌握，这其中就包括了对于雷声的识别以及对于雷电方位的掌控，人们在这些数据上掌握良好，那么在以后对于雷电灾害的防范上就会有更多的办法，无论是现在的天气预报也好，还是现在对于雷电监控的部门也好，也都在随着科技的发展而不断的进步，也都掌握了对于雷声以及雷电方位的判断：

2.1 雷声的识别

雷声的产生是由于雷电在发生时，产生的能量相当的巨大，那么就会导致产生了脉冲的电流，这样的脉冲能够传到很远的地方，当雷电的能量产生了很大的声音以后，那么脉冲就会比它快一步的传播，所以人们能够进一步掌握雷电发生的状况，现在有关这个技术，人类也对于雷声有了新的掌握，其中，一个很自然的科学也被录入了现在的中学教育当中，那就是关于雷声的计算，声音在空气当中的传播速度是340米/秒，那么在我们看见了闪电以后，可以根据这个数据来计算出雷电所在的大概位置，这对于平时的人们在雷电灾害的防范上有很大的帮助，如图1所示。

图1：雷电实时显示图

2.2 测量雷声的方向

现在人类对于雷电的距离极端已经到达了一个很精准的位置，但是有关于雷电的方位掌握还需要一定的改善，还需要一定的研究，如果能够确定出来雷电的距离，在确定了雷电的方向以后，那么我们就可以对于雷电的方位有一个具体的掌握，在对于雷电灾害检测系统的建立也有了很大帮助，但是现在有关雷电方向的研究还不够精准，需要工作人员来进一步的分析与总结，不断的减少误差。

3 GlS系统

GIS系统是近几年兴起的一个检测雷电灾害的技术，也可以说是一个检测雷电灾害的系统，GIS系统能够做到对于相关雷电数据做到具体的分析，在很大程度上，掌握雷电发生的具体情况。

3.1 GIS系统的总体阐述

雷达是现在人们对于雷电检测的一个重要的工具，根据雷达能够确定雷电的方位以及具体的距离，GIS系统是地理信息系统的一个缩写，有关地理信息系统，在名字上就可以看出来，根据相关的科学来对于数据有一个具体的转化，根据具体的数值来确定相关的信息等等，这个系统的应用，能够保证了现在对于信息的实时性掌握，能够比以前的数据处理系统更加的有效，最主要的，在最后，数据的形式还可以转变为地图的信息，能够给使用者一个更直观的见解，着对于相关雷电的防范以及检测能够起到很有效的作用，如图2所示。

图2：某基于GIS系统监测到的当天实时发生的多次雷电过程

3.2 地图控制模板的简单介绍

这个模块能够对于相关的地图任一的进行放大缩小，有很多地图上能够应用到的功能，除此之外，还能够在地图上至关的将所处的经度与纬度显示出来，现在相关的技术人员能够更加精准的控制地图，能够更加有效的对于雷电灾害的预防有一个把控。

3.3 数据导入模块的简单介绍

在我们预警雷电的时候，需要对于数据有一定分析，在这点上GIS系统就可以完全的做到对于每一个有关于雷电发生的信息转化为数据，储存在GIS系统当中，还能够进行转化，在用的时候很方便，能够对于雷电有一个更直观的判断。

3.4 地图工具模块的简单介绍

GIS系统当中的工具也是很多的，在工作当中能够为工作人员提供一些比较常用到的工具来帮助工作人员完整雷电的预警工作，能够为工作人员提供进一步的帮助。

4 结束语

相关GIS雷电灾害监测预警与数据处理的工作是一项相当复杂，而且涉及相当广泛的工作，工作人员一定要在工作当中多发现问题，多改善问题，让现在有关雷电的预警工作能够更加的有效，对于雷电能够有一个更好的掌握。

[1]王保国.雷电监测方法的研究[J].台州信息，2012.

[2]张腾飞.地理信息系统设计与开发[J].气象科技，2010.

作者单位山东省气象灾害防御技术中心 山东省济南市250031