廣西雷電災(zāi)害分析系統(tǒng)的需求與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

楊柏榮 盧炳夫 植耀玲

摘 要：廣西雷電災(zāi)害分析系統(tǒng)是廣西壯族自治區(qū)防雷中心建設(shè)的一個(gè)現(xiàn)代化、智能化的綜合性雷電災(zāi)害分析系統(tǒng)，是廣西雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一。在廣西雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)中，它以“雷電災(zāi)害”為單獨(dú)模塊存在，同時(shí)可以調(diào)用該系統(tǒng)中的二維閃電定位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、三維閃電定位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、大氣電場(chǎng)儀數(shù)據(jù)庫(kù)及廣西天地圖數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等，從而實(shí)現(xiàn)廣西雷電災(zāi)害信息的上報(bào)、審核、錄入、展示、時(shí)空統(tǒng)計(jì)、報(bào)表分析、分析結(jié)果下載及生成圖片下載等功能。本文分別通過(guò)“雷電災(zāi)害”模塊下的“雷災(zāi)上報(bào)”、“雷災(zāi)審核”、“雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)”、“雷災(zāi)信息”、“雷災(zāi)分析“及“雷災(zāi)報(bào)表”等六個(gè)子模塊的功能詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求與功能實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：雷電災(zāi)害；查詢；WEDGIS

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）30-0313-02

1 設(shè)計(jì)的背景和意義

廣西是我國(guó)雷電活動(dòng)最頻繁的地區(qū)之一，據(jù)全區(qū)91個(gè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)50年來(lái)（1960～2011年）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出，廣西全區(qū)的平均雷暴日74.3d，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家多雷區(qū)標(biāo)準(zhǔn)[1]。其中農(nóng)村防雷減災(zāi)任務(wù)更加嚴(yán)峻，雷災(zāi)中受傷害的農(nóng)民占總死傷人數(shù)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(guī)范、信息缺失、字段不完整，雷災(zāi)數(shù)據(jù)庫(kù)功能結(jié)構(gòu)單一[3]。面對(duì)日益繁重的雷災(zāi)信息，急需建設(shè)一個(gè)規(guī)范化、智能化的雷電災(zāi)害綜合管理平臺(tái)。新平臺(tái)的建成，也將對(duì)農(nóng)村雷電的防災(zāi)減災(zāi)提供大數(shù)據(jù)的支撐[4]。

2 模塊所要實(shí)現(xiàn)的功能及應(yīng)用到的技術(shù)指標(biāo)

2.1 模塊所要實(shí)現(xiàn)的功能

模塊的作用，是要提供一個(gè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的雷災(zāi)信息錄入平臺(tái)，使雷災(zāi)信息可以及時(shí)、準(zhǔn)確地上報(bào)至審核單位。雷災(zāi)信息收集后，需要直觀、形象、快速地對(duì)用戶展示出來(lái)。需要方便用戶對(duì)這成千上萬(wàn)的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)比，結(jié)果要可以以圖片、表格形式直接導(dǎo)出。

2.2 所應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)

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

（2）結(jié)合了WebGIS技術(shù)，結(jié)合色標(biāo)圖例，在GIS地圖上進(jìn)行雷電要素的可視化展示，展示監(jiān)測(cè)分析結(jié)果和雷電產(chǎn)品[3]。

3 模塊的功能設(shè)計(jì)

雷災(zāi)信息模塊共包含了六個(gè)子模塊，分別是雷災(zāi)上報(bào)、雷災(zāi)審核、雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)、雷災(zāi)信息、雷災(zāi)分析、雷災(zāi)報(bào)表。下面分別對(duì)這五個(gè)子模塊的功能進(jìn)行逐一介紹。

3.1 雷災(zāi)上報(bào)

該模塊可以供用戶填寫雷災(zāi)的43項(xiàng)關(guān)鍵信息，每個(gè)字段后面有相應(yīng)的填寫說(shuō)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(tǒng)一了雷災(zāi)信息收集的關(guān)鍵字段信息和標(biāo)準(zhǔn)，并且明確定義了雷災(zāi)信息中的“所屬行業(yè)”如何劃分（詳見(jiàn)表1）。解決了以往雷災(zāi)信息上報(bào)存在歸類歸檔整理不完善、不規(guī)范、信息缺失、字段不完整等問(wèn)題。

3.2 雷災(zāi)審核

該模塊可以對(duì)已經(jīng)上報(bào)的雷災(zāi)進(jìn)行審核，經(jīng)審核人審核無(wú)誤后，即可變更該條雷災(zāi)信息狀態(tài)為“已通過(guò)審核”。若審核不通過(guò)，審核人也可以在該模塊進(jìn)行更正編輯。雷災(zāi)信息區(qū)、市、縣上報(bào)、審核、下載功能，更能很好地實(shí)現(xiàn)區(qū)市縣的三級(jí)聯(lián)動(dòng)，能第一時(shí)間收集到雷災(zāi)的信息。

3.3 雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)

雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)模塊，設(shè)置好需要查詢的區(qū)域和時(shí)間段，即可智能生成該地區(qū)的雷災(zāi)分布情況統(tǒng)計(jì)圖，并且使用不同的顏色來(lái)區(qū)別雷災(zāi)次數(shù)的多少，簡(jiǎn)單且直觀。將鼠標(biāo)移動(dòng)至某一個(gè)區(qū)域，可懸浮顯示該區(qū)域的雷災(zāi)準(zhǔn)確數(shù)量。

3.4 雷災(zāi)信息

該模塊分“綜合信息”和“對(duì)比信息”兩個(gè)下拉子模塊，總體要求是實(shí)現(xiàn)雷災(zāi)信息的縱向分析和橫向?qū)Ρ确治觥Ｔ敿?xì)功能設(shè)計(jì)如下：

3.4.1 綜合信息

設(shè)置好查詢條件，如行政區(qū)域、時(shí)間段、行業(yè)、需要分析的指標(biāo)等，點(diǎn)擊分析，即可自動(dòng)生成分析圖，該分析圖可以自主選擇呈現(xiàn)的形式，有“曲線圖”、“柱狀圖”、“餅狀圖”三種呈現(xiàn)形式可選，統(tǒng)計(jì)結(jié)果能excel格式導(dǎo)出，圖形可以直接保存。

3.4.2 對(duì)比信息

對(duì)比信息即可選擇某地區(qū)的某兩個(gè)年份、月份的雷災(zāi)信息進(jìn)行直觀的對(duì)比，如圖1，功能與綜合信息相似。

3.5 雷災(zāi)分析

這個(gè)模塊，最主要的任務(wù)，就是將枯燥繁雜的雷災(zāi)數(shù)據(jù)直觀地使用圖表進(jìn)行展示。如圖2所示，輸入了對(duì)應(yīng)的查詢條件后，時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的所有雷災(zāi)事件根據(jù)事故發(fā)生地的經(jīng)緯度信息在廣西天地圖上打點(diǎn)顯示。選擇其中某個(gè)點(diǎn)為圓心時(shí)，自動(dòng)懸浮展示時(shí)間段內(nèi)該點(diǎn)附近某一半徑范圍內(nèi)的二維、三維閃電信息以及離該點(diǎn)最近的大氣電場(chǎng)信息（需手動(dòng)查詢），多維度、多角度展現(xiàn)該雷災(zāi)事件發(fā)生前后的閃電、大氣電場(chǎng)[5]以及地理信息。

模塊還設(shè)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(guò)“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(zāi)地點(diǎn)附近的地理環(huán)境以及相關(guān)建筑情況。同時(shí)能手動(dòng)測(cè)距任意點(diǎn)到雷災(zāi)事件點(diǎn)的距離，避免了人工估算距離帶來(lái)的誤差。

3.6 雷災(zāi)報(bào)表

該模塊分“地區(qū)統(tǒng)計(jì)”、“時(shí)間統(tǒng)計(jì)”、“傷亡統(tǒng)計(jì)”三個(gè)下拉選項(xiàng)，分別可以從三個(gè)方面進(jìn)雷災(zāi)信息進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，導(dǎo)出結(jié)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(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，不必對(duì)繁重的數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的人工統(tǒng)計(jì)，工作效率得到極大的提高。

4 總 結(jié)

總體來(lái)說(shuō)，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(shù)據(jù)除了枯燥的表格外，還結(jié)合了surfer、WebGIS等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。數(shù)據(jù)可視化是雷災(zāi)分析系統(tǒng)的發(fā)展方向[6]，目前該模塊數(shù)據(jù)可視化僅為二維展示，相信隨著三維展示技術(shù)的不斷發(fā)展，在不久的將來(lái)，我們的模塊也將會(huì)更加的易讀和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]馬 明，呂偉濤，張義軍，等.1997～2006年我國(guó)雷電災(zāi)情特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2008，19（4）：393～399.

[2]鄧傳領(lǐng).農(nóng)村雷災(zāi)事故的原因分析及防御措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009，8：278～279.

[3]黃曉虹，王 強(qiáng)，顧宇丹，等.雷電災(zāi)害預(yù)警服務(wù)WEBGIS系統(tǒng)研究[A].第27屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)重大天氣氣候事件與應(yīng)急氣象服務(wù)分會(huì)場(chǎng)論文集[C].上海：中國(guó)學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2010：1～9.

[4]張春龍.氣象衛(wèi)星和氣象雷達(dá)觀測(cè)資料在雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警中的應(yīng)用研究[D].南京：南京信息工程大學(xué)，2012：13～16.

[5]王智剛，唐 瑤，曾向紅，等.雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)可視化分析系統(tǒng)研制[J].氣象，2009，35（5）：97～104.

[6]劉慶裕.廣州市雷電災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].廣州：電子科技大學(xué)，2015：2～3.

收稿日期：2018-9-15