廣西雷電災害分析系統的需求與設計實現

楊柏榮 盧炳夫 植耀玲

摘 要：廣西雷電災害分析系統是廣西壯族自治區防雷中心建設的一個現代化、智能化的綜合性雷電災害分析系統，是廣西雷電監測預警服務系統的子系統之一。在廣西雷電監測預警服務系統中，它以“雷電災害”為單獨模塊存在，同時可以調用該系統中的二維閃電定位監測數據庫、三維閃電定位監測數據庫、大氣電場儀數據庫及廣西天地圖數據庫服務等，從而實現廣西雷電災害信息的上報、審核、錄入、展示、時空統計、報表分析、分析結果下載及生成圖片下載等功能。本文分別通過“雷電災害”模塊下的“雷災上報”、“雷災審核”、“雷災統計”、“雷災信息”、“雷災分析“及“雷災報表”等六個子模塊的功能詳細介紹了該系統的設計需求與功能實現。

關鍵詞：雷電災害；查詢；WEDGIS

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0313-02

1 設計的背景和意義

廣西是我國雷電活動最頻繁的地區之一，據全區91個氣象觀測站點50年來（1960～2011年）統計數據得出，廣西全區的平均雷暴日74.3d，遠遠超過國家多雷區標準[1]。其中農村防雷減災任務更加嚴峻，雷災中受傷害的農民占總死傷人數的93%，城市人員僅占7%[2]。已有的雷電信息收集方法歸類歸檔整理不完善、不規范、信息缺失、字段不完整，雷災數據庫功能結構單一[3]。面對日益繁重的雷災信息，急需建設一個規范化、智能化的雷電災害綜合管理平臺。新平臺的建成，也將對農村雷電的防災減災提供大數據的支撐[4]。

2 模塊所要實現的功能及應用到的技術指標

2.1 模塊所要實現的功能

模塊的作用，是要提供一個規范、標準的雷災信息錄入平臺，使雷災信息可以及時、準確地上報至審核單位。雷災信息收集后，需要直觀、形象、快速地對用戶展示出來。需要方便用戶對這成千上萬的信息進行統計、對比，結果要可以以圖片、表格形式直接導出。

2.2 所應用的技術指標

（1）基于B/S系統，采用JAVAEE（J2EE）技術架構，系統界面采用瀏覽器方式。

（2）結合了WebGIS技術，結合色標圖例，在GIS地圖上進行雷電要素的可視化展示，展示監測分析結果和雷電產品[3]。

3 模塊的功能設計

雷災信息模塊共包含了六個子模塊，分別是雷災上報、雷災審核、雷災統計、雷災信息、雷災分析、雷災報表。下面分別對這五個子模塊的功能進行逐一介紹。

3.1 雷災上報

該模塊可以供用戶填寫雷災的43項關鍵信息，每個字段后面有相應的填寫說明。完成編輯后，用戶即可保存提交審核。該模塊重新定義和統一了雷災信息收集的關鍵字段信息和標準，并且明確定義了雷災信息中的“所屬行業”如何劃分（詳見表1）。解決了以往雷災信息上報存在歸類歸檔整理不完善、不規范、信息缺失、字段不完整等問題。

3.2 雷災審核

該模塊可以對已經上報的雷災進行審核，經審核人審核無誤后，即可變更該條雷災信息狀態為“已通過審核”。若審核不通過，審核人也可以在該模塊進行更正編輯。雷災信息區、市、縣上報、審核、下載功能，更能很好地實現區市縣的三級聯動，能第一時間收集到雷災的信息。

3.3 雷災統計

雷災統計模塊，設置好需要查詢的區域和時間段，即可智能生成該地區的雷災分布情況統計圖，并且使用不同的顏色來區別雷災次數的多少，簡單且直觀。將鼠標移動至某一個區域，可懸浮顯示該區域的雷災準確數量。

3.4 雷災信息

該模塊分“綜合信息”和“對比信息”兩個下拉子模塊，總體要求是實現雷災信息的縱向分析和橫向對比分析。詳細功能設計如下：

3.4.1 綜合信息

設置好查詢條件，如行政區域、時間段、行業、需要分析的指標等，點擊分析，即可自動生成分析圖，該分析圖可以自主選擇呈現的形式，有“曲線圖”、“柱狀圖”、“餅狀圖”三種呈現形式可選，統計結果能excel格式導出，圖形可以直接保存。

3.4.2 對比信息

對比信息即可選擇某地區的某兩個年份、月份的雷災信息進行直觀的對比，如圖1，功能與綜合信息相似。

3.5 雷災分析

這個模塊，最主要的任務，就是將枯燥繁雜的雷災數據直觀地使用圖表進行展示。如圖2所示，輸入了對應的查詢條件后，時間段內發生的所有雷災事件根據事故發生地的經緯度信息在廣西天地圖上打點顯示。選擇其中某個點為圓心時，自動懸浮展示時間段內該點附近某一半徑范圍內的二維、三維閃電信息以及離該點最近的大氣電場信息（需手動查詢），多維度、多角度展現該雷災事件發生前后的閃電、大氣電場[5]以及地理信息。

模塊還設置了“廣西矢量地圖”、“廣西影像地圖”切換功能，“矢量地圖”如圖3所示，通過“矢量地圖”和“影像地圖”的放大縮小，可以比較清楚的展示雷災地點附近的地理環境以及相關建筑情況。同時能手動測距任意點到雷災事件點的距離，避免了人工估算距離帶來的誤差。

3.6 雷災報表

該模塊分“地區統計”、“時間統計”、“傷亡統計”三個下拉選項，分別可以從三個方面進雷災信息進行自動統計，導出結果為word格式或excel格式。該功能可以使用戶直接獲得想要的統計數據，不必對繁重的數據進行長時間的人工統計，工作效率得到極大的提高。

4 總 結

總體來說，本模塊具有操作直觀可視化界面及功能子模塊，查詢所展示的數據除了枯燥的表格外，還結合了surfer、WebGIS等技術對數據進行可視化處理。數據可視化是雷災分析系統的發展方向[6]，目前該模塊數據可視化僅為二維展示，相信隨著三維展示技術的不斷發展，在不久的將來，我們的模塊也將會更加的易讀和完善。

參考文獻

[1]馬 明，呂偉濤，張義軍，等.1997～2006年我國雷電災情特征[J].應用氣象學報，2008，19（4）：393～399.

[2]鄧傳領.農村雷災事故的原因分析及防御措施[J].現代農業科技，2009，8：278～279.

[3]黃曉虹，王 強，顧宇丹，等.雷電災害預警服務WEBGIS系統研究[A].第27屆中國氣象學會年會重大天氣氣候事件與應急氣象服務分會場論文集[C].上海：中國學術期刊電子出版社，2010：1～9.

[4]張春龍.氣象衛星和氣象雷達觀測資料在雷電監測預警中的應用研究[D].南京：南京信息工程大學，2012：13～16.

[5]王智剛，唐 瑤，曾向紅，等.雷電災害數據可視化分析系統研制[J].氣象，2009，35（5）：97～104.

[6]劉慶裕.廣州市雷電災害預警預報平臺設計與實現[D].廣州：電子科技大學，2015：2～3.

收稿日期：2018-9-15