文/黃志濤 劉向科
基于GIS的雷電災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
文/黃志濤 劉向科
本文針對(duì)雷電災(zāi)害進(jìn)行分析,簡(jiǎn)單的介紹一下GIS的雷電災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
雷電災(zāi)害 GIS 監(jiān)測(cè)預(yù)警 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
現(xiàn)在社會(huì)當(dāng)中有很多的認(rèn)為災(zāi)害與自然災(zāi)害,其中,人為的災(zāi)害是可以管理避免的,但是自然災(zāi)害的特點(diǎn)就是不確定性,人們不確定相關(guān)的自然災(zāi)害會(huì)在什么時(shí)候發(fā)生,這就給人們的日常生活帶來(lái)了困擾,很多的悲劇往往就是由于人們對(duì)于自然災(zāi)害的認(rèn)識(shí)不都到位,對(duì)于自然災(zāi)害沒有一個(gè)合理的預(yù)警和監(jiān)測(cè)的措施,那么久導(dǎo)致了現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中很多悲劇的發(fā)生,其中雷電的災(zāi)害是一種破壞力極強(qiáng)的災(zāi)害,這樣的災(zāi)害一旦發(fā)生了,不僅對(duì)于人類的生命與財(cái)產(chǎn),而且會(huì)對(duì)很多的建筑物造成很大程度的破壞,電子設(shè)備有的都會(huì)失靈,所以對(duì)于雷電災(zāi)害的檢測(cè)系統(tǒng)的建立已經(jīng)是必不可少的一項(xiàng)工作了。
我們平時(shí)所肉眼見到的閃電,耳朵聽到的打雷,都是由于現(xiàn)在在大自然當(dāng)中存在著瞬間放電的現(xiàn)象,這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)了,那么就會(huì)伴隨著有聲音與光線的出現(xiàn),那么在我們的眼睛與耳朵當(dāng)中,就成為了雷聲與閃電,雷電的有一個(gè)特點(diǎn)就是瞬間發(fā)生,但是電壓和電流特別的大,能量的釋放時(shí)間很短,那么就說(shuō)明了雷電的破壞性極大。
雷電產(chǎn)生以前,很可能就會(huì)伴隨著積雨云,積雨云是很高的,通常存在于15Km以上的高空當(dāng)中,有時(shí)候人們會(huì)認(rèn)為,這么高的天空,那么雷電一定不會(huì)給人們帶來(lái)危險(xiǎn),其實(shí)不是這樣的,有些的雷電,由于需要放電,那么就會(huì)接觸一個(gè)能夠讓他放電的東西,所以雷電產(chǎn)生放電會(huì)找一些比較高的建筑或者山峰進(jìn)行放電,在這一個(gè)過(guò)程當(dāng)中,雷電會(huì)產(chǎn)生很大的電流,能量也相當(dāng)?shù)木薮螅云茐牧O強(qiáng),所以現(xiàn)在有很多的人們?yōu)榱朔乐估纂姙?zāi)害的發(fā)生,在很多的高層建筑上安裝上了避雷針,但是現(xiàn)在有很多的避雷針的使用情況并不是特別的明顯,所以人們現(xiàn)在對(duì)于雷電的預(yù)防有了新的研究。
由于現(xiàn)在人類科技的飛速發(fā)展,人們現(xiàn)在對(duì)于雷電也有了新的認(rèn)識(shí),對(duì)于防范雷電也有了新的科學(xué)方法,人們?cè)诂F(xiàn)在科技發(fā)展的幫助下,對(duì)于雷電災(zāi)害發(fā)生的情況能夠更好的掌握,這其中就包括了對(duì)于雷聲的識(shí)別以及對(duì)于雷電方位的掌控,人們?cè)谶@些數(shù)據(jù)上掌握良好,那么在以后對(duì)于雷電災(zāi)害的防范上就會(huì)有更多的辦法,無(wú)論是現(xiàn)在的天氣預(yù)報(bào)也好,還是現(xiàn)在對(duì)于雷電監(jiān)控的部門也好,也都在隨著科技的發(fā)展而不斷的進(jìn)步,也都掌握了對(duì)于雷聲以及雷電方位的判斷:
雷聲的產(chǎn)生是由于雷電在發(fā)生時(shí),產(chǎn)生的能量相當(dāng)?shù)木薮?,那么就?huì)導(dǎo)致產(chǎn)生了脈沖的電流,這樣的脈沖能夠傳到很遠(yuǎn)的地方,當(dāng)雷電的能量產(chǎn)生了很大的聲音以后,那么脈沖就會(huì)比它快一步的傳播,所以人們能夠進(jìn)一步掌握雷電發(fā)生的狀況,現(xiàn)在有關(guān)這個(gè)技術(shù),人類也對(duì)于雷聲有了新的掌握,其中,一個(gè)很自然的科學(xué)也被錄入了現(xiàn)在的中學(xué)教育當(dāng)中,那就是關(guān)于雷聲的計(jì)算,聲音在空氣當(dāng)中的傳播速度是340米/秒,那么在我們看見了閃電以后,可以根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出雷電所在的大概位置,這對(duì)于平時(shí)的人們?cè)诶纂姙?zāi)害的防范上有很大的幫助,如圖1所示。
圖1:雷電實(shí)時(shí)顯示圖
現(xiàn)在人類對(duì)于雷電的距離極端已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)很精準(zhǔn)的位置,但是有關(guān)于雷電的方位掌握還需要一定的改善,還需要一定的研究,如果能夠確定出來(lái)雷電的距離,在確定了雷電的方向以后,那么我們就可以對(duì)于雷電的方位有一個(gè)具體的掌握,在對(duì)于雷電災(zāi)害檢測(cè)系統(tǒng)的建立也有了很大幫助,但是現(xiàn)在有關(guān)雷電方向的研究還不夠精準(zhǔn),需要工作人員來(lái)進(jìn)一步的分析與總結(jié),不斷的減少誤差。
GIS系統(tǒng)是近幾年興起的一個(gè)檢測(cè)雷電災(zāi)害的技術(shù),也可以說(shuō)是一個(gè)檢測(cè)雷電災(zāi)害的系統(tǒng),GIS系統(tǒng)能夠做到對(duì)于相關(guān)雷電數(shù)據(jù)做到具體的分析,在很大程度上,掌握雷電發(fā)生的具體情況。
雷達(dá)是現(xiàn)在人們對(duì)于雷電檢測(cè)的一個(gè)重要的工具,根據(jù)雷達(dá)能夠確定雷電的方位以及具體的距離,GIS系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一個(gè)縮寫,有關(guān)地理信息系統(tǒng),在名字上就可以看出來(lái),根據(jù)相關(guān)的科學(xué)來(lái)對(duì)于數(shù)據(jù)有一個(gè)具體的轉(zhuǎn)化,根據(jù)具體的數(shù)值來(lái)確定相關(guān)的信息等等,這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用,能夠保證了現(xiàn)在對(duì)于信息的實(shí)時(shí)性掌握,能夠比以前的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)更加的有效,最主要的,在最后,數(shù)據(jù)的形式還可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈貓D的信息,能夠給使用者一個(gè)更直觀的見解,著對(duì)于相關(guān)雷電的防范以及檢測(cè)能夠起到很有效的作用,如圖2所示。
圖2:某基于GIS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的當(dāng)天實(shí)時(shí)發(fā)生的多次雷電過(guò)程
這個(gè)模塊能夠?qū)τ谙嚓P(guān)的地圖任一的進(jìn)行放大縮小,有很多地圖上能夠應(yīng)用到的功能,除此之外,還能夠在地圖上至關(guān)的將所處的經(jīng)度與緯度顯示出來(lái),現(xiàn)在相關(guān)的技術(shù)人員能夠更加精準(zhǔn)的控制地圖,能夠更加有效的對(duì)于雷電災(zāi)害的預(yù)防有一個(gè)把控。
在我們預(yù)警雷電的時(shí)候,需要對(duì)于數(shù)據(jù)有一定分析,在這點(diǎn)上GIS系統(tǒng)就可以完全的做到對(duì)于每一個(gè)有關(guān)于雷電發(fā)生的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù),儲(chǔ)存在GIS系統(tǒng)當(dāng)中,還能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化,在用的時(shí)候很方便,能夠?qū)τ诶纂娪幸粋€(gè)更直觀的判斷。
GIS系統(tǒng)當(dāng)中的工具也是很多的,在工作當(dāng)中能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供一些比較常用到的工具來(lái)幫助工作人員完整雷電的預(yù)警工作,能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供進(jìn)一步的幫助。
相關(guān)GIS雷電災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與數(shù)據(jù)處理的工作是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜,而且涉及相當(dāng)廣泛的工作,工作人員一定要在工作當(dāng)中多發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,多改善問(wèn)題,讓現(xiàn)在有關(guān)雷電的預(yù)警工作能夠更加的有效,對(duì)于雷電能夠有一個(gè)更好的掌握。
[1]王保國(guó).雷電監(jiān)測(cè)方法的研究[J].臺(tái)州信息,2012.
[2]張騰飛.地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].氣象科技,2010.
作者單位山東省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心 山東省濟(jì)南市250031