臺風災害危險性評估系統設計對GIS技術的應用

湯振鵬 劉孫俊

【摘要】 針對于臺風災害的預防中，強化設計臺風災害危險性評估系統，不僅可以有效針對臺風災害危險性因素進行分析，還可以制定出有效的預防措施，避免臺風災害的發生。對于實際中，在臺風災害危險性評估系統設計之中，應用GIS技術，就可以提取當地的地形高度、坡度、坡向等參數，有效運用GIS技術預測模擬顯示臺風災害場景，評估臺風災害危險性，可發揮重要應用價值。以下本篇基于江門市臺風預防工作，淺析在臺風災害危險性評估系統設計中對GIS技術的應用。

【關鍵字】 GIS技術 災害危險性評估系統 臺風災害危險性評估系統 系統設計

引言

對于臺風災害危險性評估系統設計中，應用GIS技術，并有效結合GIS預測模型及數據進行綜合分析，不僅能夠提升系統應用性能，也可以提升臺風災害危險性評估結果的準確性，使系統設計工作更加完善，有助于提升其應用價值。以下對此做具體分析。

一、臺風災害危險性評估系統設計需求

對于江門市進行臺風災害預測，不僅可以確保其避免臺風災害危害，也可以對不可預防災害做出危險性評估，從而制定補救措施，降低臺風對社會安全的影響。針對江門市6個基本站近30年日極大風速資料、99個自動氣象站近幾年日極大風速資料、和歐洲中心高空間分辨率（0.75°*0.75°經緯度）、多高度層次（地面、10m、30m、60m和100m高度）再分析風場資料，結合江門市高分辨率地理信息資料，開展相關臺風災害危險性研究。設計臺風災害危險性評估系統，能利用密集的自動氣象站、風廓線儀等新型資料、高分辨率的數值模式資料，結合高分辨率GIS，開展微地形、微氣候下風最大風速和重現期的確定，不僅是發展趨勢，也是必須的工作。

二、基于GIS技術的臺風災害危險性評估系統的總體設計

2.1 系統數據流程設計

在基于GIS技術的臺風災害危險性評估系統中，采用GIS處理技術，提取地形的高度、坡度、坡向等參數，以地面風場觀測資料為主，結合歐洲中心再分析風場資料，利用相關分析、回歸分析等現代統計分析方法，分沿海、平原、丘陵三個區域，建立高分辨率風力高度轉換計算模型。利用計算機技術、GIS技術，開發江門市風力分布可視化系統。

2.2 設計系統功能模塊

在臺風災害危險性評估系統設計中，應用GIS技術，其系統的功能模塊中，應該以滿足有效評估災害危險性為需求，以提高臺風災害危險性評估系統應用性能[1]。首先，應用GIS技術，設計系統的氣象觀測數據查詢模塊，該模塊主要是對江門地區現有自動站、區域站等觀測站點的風向風速進行查詢、統計、展示，模塊中的數據查詢條件包括站號、站名、行政區劃等；在連續時間段內氣象觀測站點數據列表、曲線、柱狀等圖表展現形式；也能夠以地圖可視化的方式，展示江門所有站點風向、風速的觀測數據[2]。其次，對于該系統設計中，還包括電力線路數據查詢展示模塊，主要對江門地區現有電力線路，根據實際桿塔經緯度在GIS地圖上進行展現，模擬江門地區電力線路實際分布狀態。再者，對于電力標塔風場數據查詢模塊，根據計算參數和方法，結合導入的線路數據（經緯度、高度、年限），顯示線路及風力圖；還可顯示電力線路中各標塔10m、15m、30m、50m、70m、100m高度的極大風速數據，并可同時在單個標塔的可視化展示方面采用3D虛擬場景進行數據展示，增強系統展示效果。同時，在系統設計中，還包括用戶管理模塊、基礎數據管理模塊，主要維護、更新、查詢系統信息，動態配置系統內電力線路信息、鐵塔經緯度以及江門行政區劃信息等信息，卻把系統在實際應用中的數據可維護性。

三、系統的硬件設計

在臺風災害危險性評估系統設計中，將會基于GIS基礎上，本系統架構采用J2EE三層開發體系架構，使用Spring+ Spring的技術框架，不僅可以有效的提升該系統的數據維護性，還能夠提升系統進行災害危險性評估工作的安全性。并且，對于系統硬件設計之中，還將會應用Microsoft公司SQL Server軟件，以此作為數據的統計服務平臺，并為其配置高性能PC Windows操作系統，同時可以結合利用Visual Studio.Net語言、C#語言、ASP.NET語言以及JavaScript等計算機技術，優化完成對臺風災害危險性評估系統的開發工作【3-6】。對于對于整個臺風災害危險性評估系統的應用者，可以采取基于B/S接入方式的門戶方案，可以為不同的系統用戶提供統一的系統訪問接口。具體如下圖1中所示。

四、系統軟件設計實現

在對臺風災害危險性評估系統設計中，在其軟件系統的設計過程中，可以應用GIS技術，有效提升臺風災害危險性評估系統的使用性能[7]。

4.1界定工作流程方向

在基于GIS技術的臺風災害危險性評估系統設計中，需要界定出該系統在進行臺風災害評估方面的工作流程，制定出科學嚴密的災害評估控制流程，有效改進該系統中對于臺風災害危險的評估機制，可以結合GIS技術，以及臺風災害實際情況，統一評估危險性。同時，對于軟件的設計中，還可應用GIS地圖數據展示，展示風向標、風速、風的狀態我們需要提供數據對應的查詢接口。應用GIS技術，設計臺風災害危險性評估系統，可以在運用系統進行臺風災害評估方面，有效模擬出江門市地區的臺風災害場景，可以快速確定受災區臺風災害地形起，為災害危險性評估提供條件，并可進一步的預測當地臺風災害的損失。

4.2系統數據庫設計

在應用GIS技術設計臺風災害危險性評估系統中，將會應用數字信號處理器以及微機保護系統，同時也要優化設計其IO設備與C++語言、ARM的融合，提提升系統性能【8】；并且，針對該系統的數據庫設計中，將會應用SQL數據庫，實現對臺風災害數據信息的存儲，確保系統內臺風災害數據的完整性。同時，針對系統的數據庫設計中，可以設置GIS數據專享庫，有效確保及時調取GIS信息，并將會實現GIS預測數據的共享，以便可以保證在臺風災害危險性評估中，其所用數據的準確性與完整性。

五、應用GIS技術設計臺風災害危險性評估系統的效益分析

設計基于GIS技術的臺風災害危險性評估系統，可以根據格點、線路，顯示不同高度、不同年限的極大風速，有效預測臺風危害。開發基于江門地區的臺風災害危險性評估系統軟件，應用GIS技術進行系統設計，不僅可以為電力部門的輸電線路設計風速提供依據，同時也可以在保證線路安全的情況下，降低工程成本。并且，該研究的結論還將對同類地區的輸電線路防風工作提供借鑒。應用GIS技術設計開發系統，通過信息的整合，在基于高分辨率地理數據基礎上，結合計算機Web技術、GIS技術實現江門地區氣象觀測站點、電力線路、標塔的不同高度、不同重現期的最大風速圖的計算、統計、查詢、可視化顯示；極大地提高臺風災害危險性評估科技、管理人員的工作效率，提高臺風災害預防能力，發揮積極社會經濟效益。

六、結論

綜上所述，針對江門市臺風災害預防中，在其臺風災害危險性評估系統設計中，應用GIS技術，不僅可以在系統中有效模擬臺風災害場景，也可以在系統中結合GIS預測模型，有效評估臺風災害危險性，制定有效災害預防措施，確保江門市免受臺風危害，在實際中發揮積極應用意義。

參 考 文 獻

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