基于Web GIS實時雷電監測預警系統的研究

孫遜

(江西信息應用職業技術學院,江蘇 無錫 214000)

隨著互聯網信息技術的不斷進步,其應用領域和范圍也在不斷擴展和延伸,Web GIS是Internet技術應用于GIS開發的產物,是現代GIS技術的關鍵組成部分。從實際的使用情況來看,常用來開發 Web GIS的軟件是超擎圖形,該系統的主要特點是交互式、分布式,也是一種動態的地理信息系統,其組成部分主要包括由多個主機、多個數據庫的無線終端,這些客戶機與服務器相連。GIS功能的擴展,主要是通過WWW功能得以實現的,從而使其真正成為普通公眾的一種常用工具。用戶在使用過程中,通過WWW的任意一個節點,在Internet網路上,即可以自由的瀏覽WebGIS站點中的空間數據和相應的制作專題圖,另外還可以進行各種空間檢索和空間分析,這也就使得GIS技術真正服務于廣大社會群體。而在本文的研究中,重點對基于Web GIS實時雷電監測預警系統進行研究。

1 實時雷電監測預警原理分析

1.1 關于雷電形成的原理分析

雷電是大氣中一種正常的放電現象,在夏秋季節,大氣中含有水分較多,并且對流比較旺盛時,相互對流的兩種云,如果攜帶的正負電子達到一定能量,在接觸碰撞時就會產生雷電現象。常見的情況是,下大雨之前以及陣風時,有的極端情況,還會出現冰雹和龍卷風。這主要是因為積雨云的厚度較大,一般達到20km的厚度,在這種情況下,積雨云頂端的溫度很低,容易出現結冰,冰晶在移動過程中,如果破碎或者受到空氣對流的影響,就會產生電荷,電荷的分布情況十分復雜,不過從達的范圍來說,積雨云頂端產生的主要是正電荷,而其底部多為負電荷,這樣,在積雨云的頂端和底部就會產生電位差,當這種電位差達到一定的程度,機會產生放電,這種放電,就是人們觀察到的雷電。如果帶電荷的雷云,和地面的凸起物接觸到,很容易產生強烈的閃電,同時伴隨爆炸聲音,總之雷電的強度很大,如果預防保護不到位,很容易產生雷電災害,給人們的生命和財產安全帶來巨大的風險隱患。

1.2 雷電災害實時監測預警系統的基本原理

隨著現代Web技術的迅速發展,其應用的領域不斷延伸,在雷電的防災減災領域,已經取得了很大的進步,不過,由于雷電發生的頻次、時間的不不規律變化、雷電強度的不可預測等因素,制約了相關研究成果的應用。在這種情況下,就需要一種實時雷電監測預警系統,在本文的研究中,通過基于Web GIS的實時監測預警系統,該系統的預警監測有著良好的及時性和動態性,能夠建立建立靈活多變的GIS應用,從而提高雷電監測的工作精度,值得注意的是,該系統還可以清晰的描繪出積雨云內部粒子的宏觀特征,使用該系統對雷電進行監測預警的時間周期也很短,能夠為雷電的提前監測、跟蹤和預警提供足夠的時間準備。實時的雷電監控預警,通過利用Web GIS技術實現了對雷電數據的整理匯總,并建立相應的數據庫,在不同的區域,通過數據庫分析,即可得到雷電發生的頻率及強度,從而采取更加科學的防雷措施。雷電的產生,如果得不到及時有效的防護,可能會給人們的日常生活或者工農業生產帶來嚴重的災難,因此,必須要建立能夠及時預警系統,整合較大范圍的地理信息資料,制定出雷電產生災害的等級規律。利用現代計算機信息技術,建立雷電數學分析模型,繪制出被保護地區雷電災害風險的區劃圖,這樣就可以很好的找出雷電災害工作的重點。

2 基于Web GIS實時雷電監測預警系統分析

2.1 GIS系統總體功能的的基本分析

使用GIS系統,能夠實現最基本的地圖控制功能,具體來說,可以通過GIS系統,可以提前導入GST格式地圖集合和TAB格式的圖層,在輸出時,一般是輸出處理過的地圖用柵格圖片,這種技術能夠大大的提高氣象信息發布的時效性。另外,在雷電預警監測過程中,利用GIS系統還可以實現相關雷電專題制圖,給預警的保護目標提供更加精確的雷擊圖形分析。這種圖形分析,需要工作技術人員提前做好相應的TSB格式雷電圖片,其中要包含來電的必要信息數據,在系統功能作用下,以不同專題圖片的方式進行輸出,提高雷電監測預警的準確性。常用的系統功能模塊,主要是如下幾種:數據導入、地圖工具、地圖控制、專題制圖模塊和數據輸出模塊。

2.2 數據導入模塊的簡單分析

雷電實時預警監測,離不開大量的及時數據信息導入,從天氣的變化,周圍地理情況的變化,到被保護的建筑物,在日常的預警系統作業過程中,必須要不斷進行數據的導入,從而實現對變化數據的分析。這其中涉及到大量的地圖數據,如果預警監測系統的覆蓋范圍較大,就會有海量的信息數據,同時還包括很多地圖信息,通過使用數據模塊能夠實現對GST格式地圖集快速導入,提高系統的信息輸入效率。實時防雷監測系統,在處理數據過程中,不僅要能夠對發生的變化信息數據進行快速處理,而且,對相應的模塊地圖也要做到及時、快速反映,這樣才能真正發揮雷電風險防范的功能和作用。

2.3 地圖控制模塊的簡單分析

該模塊實現了對地圖進行的基本的操作功能,主要包括對地圖進行放大、縮小、居中顯示、平移、單選、浮選以及對圖層進行控制等的功能。此外,還可以在狀態欄上面顯示當時的鼠標所在位置的經緯度。該模塊的功能可以使相關的工作人員在操作時很方便的控制地圖,可以更加準確的判斷雷電災害所發生的位置,可以及時的發出雷電災害的預警警報。不過,使用地圖控制模塊時要盡可能對所在地區的地理方位進行準確定位,防止出現方向位置的偏移,使得保護目標造產生誤差,影響最終的監測預警效果。

2.4 地圖工具模塊的簡單分析

地圖工具,主要功能是為防雷預警監測系統日常作業提供專業的分析工具,工作技術人員通過使用這些工具,能夠大大提高作業效率。例如,使用圖形標注工具,可以更加清晰明確的分析預警地區雷電發生的基本情況,對于較大地區范圍的預警,是非常有幫助作用的。工作技術人員在實際測量發生雷電地區兩地的距離時,還可以使用測距工具,減小工作量,提高測量的準確性。此外,通過對編輯菜單的屬性的修改可以改變圖形、文字的樣式以及線條等,這樣就可以方便相關信息圖片的整合以及智能化、簡潔化的輸出,提高相關信息的提取效率。

3 結語

現代社會工農業的生產發展,人們的日常工作生活,經常受到雷電的威脅,在雷電監測預警領域,基于Web GIS的預警系統技術日益成熟完善,通過使用這種技術對雷電進行預警分析,并結合其他信息技術,建立科學的預警體系,實現對雷電數據庫信息的及時傳輸,提供雷電監測的時效性和準確性。雷電預警監測系統,是一項涉及領域眾多,實際運行復雜的動態作業系統,并且受到當地的天氣因素影響程度較大,而本文提出的基于Web GIS的實時雷電預警監測系統,可以在很大程度上,實現智能化作業,大大降低對人工作業的依賴,實現對保護目標的不間斷預警,從而實現在很大程度上降低雷電災害發生。

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