基于Web GIS实时雷电监测预警系统的研究

孙逊

(江西信息应用职业技术学院,江苏 无锡 214000)

随着互联网信息技术的不断进步,其应用领域和范围也在不断扩展和延伸,Web GIS是Internet技术应用于GIS开发的产物,是现代GIS技术的关键组成部分。从实际的使用情况来看,常用来开发 Web GIS的软件是超擎图形,该系统的主要特点是交互式、分布式,也是一种动态的地理信息系统,其组成部分主要包括由多个主机、多个数据库的无线终端,这些客户机与服务器相连。GIS功能的扩展,主要是通过WWW功能得以实现的,从而使其真正成为普通公众的一种常用工具。用户在使用过程中,通过WWW的任意一个节点,在Internet网路上,即可以自由的浏览WebGIS站点中的空间数据和相应的制作专题图,另外还可以进行各种空间检索和空间分析,这也就使得GIS技术真正服务于广大社会群体。而在本文的研究中,重点对基于Web GIS实时雷电监测预警系统进行研究。

1 实时雷电监测预警原理分析

1.1 关于雷电形成的原理分析

雷电是大气中一种正常的放电现象,在夏秋季节,大气中含有水分较多,并且对流比较旺盛时,相互对流的两种云,如果携带的正负电子达到一定能量,在接触碰撞时就会产生雷电现象。常见的情况是,下大雨之前以及阵风时,有的极端情况,还会出现冰雹和龙卷风。这主要是因为积雨云的厚度较大,一般达到20km的厚度,在这种情况下,积雨云顶端的温度很低,容易出现结冰,冰晶在移动过程中,如果破碎或者受到空气对流的影响,就会产生电荷,电荷的分布情况十分复杂,不过从达的范围来说,积雨云顶端产生的主要是正电荷,而其底部多为负电荷,这样,在积雨云的顶端和底部就会产生电位差,当这种电位差达到一定的程度,机会产生放电,这种放电,就是人们观察到的雷电。如果带电荷的雷云,和地面的凸起物接触到,很容易产生强烈的闪电,同时伴随爆炸声音,总之雷电的强度很大,如果预防保护不到位,很容易产生雷电灾害,给人们的生命和财产安全带来巨大的风险隐患。

1.2 雷电灾害实时监测预警系统的基本原理

随着现代Web技术的迅速发展,其应用的领域不断延伸,在雷电的防灾减灾领域,已经取得了很大的进步,不过,由于雷电发生的频次、时间的不不规律变化、雷电强度的不可预测等因素,制约了相关研究成果的应用。在这种情况下,就需要一种实时雷电监测预警系统,在本文的研究中,通过基于Web GIS的实时监测预警系统,该系统的预警监测有着良好的及时性和动态性,能够建立建立灵活多变的GIS应用,从而提高雷电监测的工作精度,值得注意的是,该系统还可以清晰的描绘出积雨云内部粒子的宏观特征,使用该系统对雷电进行监测预警的时间周期也很短,能够为雷电的提前监测、跟踪和预警提供足够的时间准备。实时的雷电监控预警,通过利用Web GIS技术实现了对雷电数据的整理汇总,并建立相应的数据库,在不同的区域,通过数据库分析,即可得到雷电发生的频率及强度,从而采取更加科学的防雷措施。雷电的产生,如果得不到及时有效的防护,可能会给人们的日常生活或者工农业生产带来严重的灾难,因此,必须要建立能够及时预警系统,整合较大范围的地理信息资料,制定出雷电产生灾害的等级规律。利用现代计算机信息技术,建立雷电数学分析模型,绘制出被保护地区雷电灾害风险的区划图,这样就可以很好的找出雷电灾害工作的重点。

2 基于Web GIS实时雷电监测预警系统分析

2.1 GIS系统总体功能的的基本分析

使用GIS系统,能够实现最基本的地图控制功能,具体来说,可以通过GIS系统,可以提前导入GST格式地图集合和TAB格式的图层,在输出时,一般是输出处理过的地图用栅格图片,这种技术能够大大的提高气象信息发布的时效性。另外,在雷电预警监测过程中,利用GIS系统还可以实现相关雷电专题制图,给预警的保护目标提供更加精确的雷击图形分析。这种图形分析,需要工作技术人员提前做好相应的TSB格式雷电图片,其中要包含来电的必要信息数据,在系统功能作用下,以不同专题图片的方式进行输出,提高雷电监测预警的准确性。常用的系统功能模块,主要是如下几种:数据导入、地图工具、地图控制、专题制图模块和数据输出模块。

2.2 数据导入模块的简单分析

雷电实时预警监测,离不开大量的及时数据信息导入,从天气的变化,周围地理情况的变化,到被保护的建筑物,在日常的预警系统作业过程中,必须要不断进行数据的导入,从而实现对变化数据的分析。这其中涉及到大量的地图数据,如果预警监测系统的覆盖范围较大,就会有海量的信息数据,同时还包括很多地图信息,通过使用数据模块能够实现对GST格式地图集快速导入,提高系统的信息输入效率。实时防雷监测系统,在处理数据过程中,不仅要能够对发生的变化信息数据进行快速处理,而且,对相应的模块地图也要做到及时、快速反映,这样才能真正发挥雷电风险防范的功能和作用。

2.3 地图控制模块的简单分析

该模块实现了对地图进行的基本的操作功能,主要包括对地图进行放大、缩小、居中显示、平移、单选、浮选以及对图层进行控制等的功能。此外,还可以在状态栏上面显示当时的鼠标所在位置的经纬度。该模块的功能可以使相关的工作人员在操作时很方便的控制地图,可以更加准确的判断雷电灾害所发生的位置,可以及时的发出雷电灾害的预警警报。不过,使用地图控制模块时要尽可能对所在地区的地理方位进行准确定位,防止出现方向位置的偏移,使得保护目标造产生误差,影响最终的监测预警效果。

2.4 地图工具模块的简单分析

地图工具,主要功能是为防雷预警监测系统日常作业提供专业的分析工具,工作技术人员通过使用这些工具,能够大大提高作业效率。例如,使用图形标注工具,可以更加清晰明确的分析预警地区雷电发生的基本情况,对于较大地区范围的预警,是非常有帮助作用的。工作技术人员在实际测量发生雷电地区两地的距离时,还可以使用测距工具,减小工作量,提高测量的准确性。此外,通过对编辑菜单的属性的修改可以改变图形、文字的样式以及线条等,这样就可以方便相关信息图片的整合以及智能化、简洁化的输出,提高相关信息的提取效率。

3 结语

现代社会工农业的生产发展,人们的日常工作生活,经常受到雷电的威胁,在雷电监测预警领域,基于Web GIS的预警系统技术日益成熟完善,通过使用这种技术对雷电进行预警分析,并结合其他信息技术,建立科学的预警体系,实现对雷电数据库信息的及时传输,提供雷电监测的时效性和准确性。雷电预警监测系统,是一项涉及领域众多,实际运行复杂的动态作业系统,并且受到当地的天气因素影响程度较大,而本文提出的基于Web GIS的实时雷电预警监测系统,可以在很大程度上,实现智能化作业,大大降低对人工作业的依赖,实现对保护目标的不间断预警,从而实现在很大程度上降低雷电灾害发生。

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