广西雷电灾害分析系统的需求与设计实现

杨柏荣 卢炳夫 植耀玲

摘 要：广西雷电灾害分析系统是广西壮族自治区防雷中心建设的一个现代化、智能化的综合性雷电灾害分析系统，是广西雷电监测预警服务系统的子系统之一。在广西雷电监测预警服务系统中，它以“雷电灾害”为单独模块存在，同时可以调用该系统中的二维闪电定位监测数据库、三维闪电定位监测数据库、大气电场仪数据库及广西天地图数据库服务等，从而实现广西雷电灾害信息的上报、审核、录入、展示、时空统计、报表分析、分析结果下载及生成图片下载等功能。本文分别通过“雷电灾害”模块下的“雷灾上报”、“雷灾审核”、“雷灾统计”、“雷灾信息”、“雷灾分析“及“雷灾报表”等六个子模块的功能详细介绍了该系统的设计需求与功能实现。

关键词：雷电灾害；查询；WEDGIS

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0313-02

1 设计的背景和意义

广西是我国雷电活动最频繁的地区之一，据全区91个气象观测站点50年来（1960～2011年）统计数据得出，广西全区的平均雷暴日74.3d，远远超过国家多雷区标准[1]。其中农村防雷减灾任务更加严峻，雷灾中受伤害的农民占总死伤人数的93%，城市人员仅占7%[2]。已有的雷电信息收集方法归类归档整理不完善、不规范、信息缺失、字段不完整，雷灾数据库功能结构单一[3]。面对日益繁重的雷灾信息，急需建设一个规范化、智能化的雷电灾害综合管理平台。新平台的建成，也将对农村雷电的防灾减灾提供大数据的支撑[4]。

2 模块所要实现的功能及应用到的技术指标

2.1 模块所要实现的功能

模块的作用，是要提供一个规范、标准的雷灾信息录入平台，使雷灾信息可以及时、准确地上报至审核单位。雷灾信息收集后，需要直观、形象、快速地对用户展示出来。需要方便用户对这成千上万的信息进行統计、对比，结果要可以以图片、表格形式直接导出。

2.2 所应用的技术指标

（1）基于B/S系统，采用JAVAEE（J2EE）技术架构，系统界面采用浏览器方式。

（2）结合了WebGIS技术，结合色标图例，在GIS地图上进行雷电要素的可视化展示，展示监测分析结果和雷电产品[3]。

3 模块的功能设计

雷灾信息模块共包含了六个子模块，分别是雷灾上报、雷灾审核、雷灾统计、雷灾信息、雷灾分析、雷灾报表。下面分别对这五个子模块的功能进行逐一介绍。

3.1 雷灾上报

该模块可以供用户填写雷灾的43项关键信息，每个字段后面有相应的填写说明。完成编辑后，用户即可保存提交审核。该模块重新定义和统一了雷灾信息收集的关键字段信息和标准，并且明确定义了雷灾信息中的“所属行业”如何划分（详见表1）。解决了以往雷灾信息上报存在归类归档整理不完善、不规范、信息缺失、字段不完整等问题。

3.2 雷灾审核

该模块可以对已经上报的雷灾进行审核，经审核人审核无误后，即可变更该条雷灾信息状态为“已通过审核”。若审核不通过，审核人也可以在该模块进行更正编辑。雷灾信息区、市、县上报、审核、下载功能，更能很好地实现区市县的三级联动，能第一时间收集到雷灾的信息。

3.3 雷灾统计

雷灾统计模块，设置好需要查询的区域和时间段，即可智能生成该地区的雷灾分布情况统计图，并且使用不同的颜色来区别雷灾次数的多少，简单且直观。将鼠标移动至某一个区域，可悬浮显示该区域的雷灾准确数量。

3.4 雷灾信息

该模块分“综合信息”和“对比信息”两个下拉子模块，总体要求是实现雷灾信息的纵向分析和横向对比分析。详细功能设计如下：

3.4.1 综合信息

设置好查询条件，如行政区域、时间段、行业、需要分析的指标等，点击分析，即可自动生成分析图，该分析图可以自主选择呈现的形式，有“曲线图”、“柱状图”、“饼状图”三种呈现形式可选，统计结果能excel格式导出，图形可以直接保存。

3.4.2 对比信息

对比信息即可选择某地区的某两个年份、月份的雷灾信息进行直观的对比，如图1，功能与综合信息相似。

3.5 雷灾分析

这个模块，最主要的任务，就是将枯燥繁杂的雷灾数据直观地使用图表进行展示。如图2所示，输入了对应的查询条件后，时间段内发生的所有雷灾事件根据事故发生地的经纬度信息在广西天地图上打点显示。选择其中某个点为圆心时，自动悬浮展示时间段内该点附近某一半径范围内的二维、三维闪电信息以及离该点最近的大气电场信息（需手动查询），多维度、多角度展现该雷灾事件发生前后的闪电、大气电场[5]以及地理信息。

模块还设置了“广西矢量地图”、“广西影像地图”切换功能，“矢量地图”如图3所示，通过“矢量地图”和“影像地图”的放大缩小，可以比较清楚的展示雷灾地点附近的地理环境以及相关建筑情况。同时能手动测距任意点到雷灾事件点的距离，避免了人工估算距离带来的误差。

3.6 雷灾报表

该模块分“地区统计”、“时间统计”、“伤亡统计”三个下拉选项，分别可以从三个方面进雷灾信息进行自动统计，导出结果为word格式或excel格式。该功能可以使用户直接获得想要的统计数据，不必对繁重的数据进行长时间的人工统计，工作效率得到极大的提高。

4 总 结

总体来说，本模块具有操作直观可视化界面及功能子模块，查询所展示的数据除了枯燥的表格外，还结合了surfer、WebGIS等技术对数据进行可视化处理。数据可视化是雷灾分析系统的发展方向[6]，目前该模块数据可视化仅为二维展示，相信随着三维展示技术的不断发展，在不久的将来，我们的模块也将会更加的易读和完善。

参考文献

[1]马 明，吕伟涛，张义军，等.1997～2006年我国雷电灾情特征[J].应用气象学报，2008，19（4）：393～399.

[2]邓传领.农村雷灾事故的原因分析及防御措施[J].现代农业科技，2009，8：278～279.

[3]黄晓虹，王 强，顾宇丹，等.雷电灾害预警服务WEBGIS系统研究[A].第27届中国气象学会年会重大天气气候事件与应急气象服务分会场论文集[C].上海：中国学术期刊电子出版社，2010：1～9.

[4]张春龙.气象卫星和气象雷达观测资料在雷电监测预警中的应用研究[D].南京：南京信息工程大学，2012：13～16.

[5]王智刚，唐 瑶，曾向红，等.雷电灾害数据可视化分析系统研制[J].气象，2009，35（5）：97～104.

[6]刘庆裕.广州市雷电灾害预警预报平台设计与实现[D].广州：电子科技大学，2015：2～3.

收稿日期：2018-9-15