專利名稱：落雷密度統(tǒng)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防雷技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種落雷密度統(tǒng)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
雷擊是造成線路跳閘停電的主要原因。掌握地區(qū)的雷電活動(dòng)規(guī)律無論是對(duì)于新線路的防雷設(shè)計(jì)還是對(duì)已建成線路的防雷改造都具有十分重要的意義。目前，電力部門在劃分雷電活動(dòng)強(qiáng)弱地區(qū)時(shí)仍然是才艮據(jù)氣象部門提供的該地區(qū)的雷暴日的多少來進(jìn)行，而在計(jì)算輸電線路的落雷次數(shù)時(shí)采用的則是雷暴日乘以平均落雷密度，這種方法存在很大的局限性，無法體現(xiàn)出實(shí)際的雷電活動(dòng)規(guī)律。
上世紀(jì)七十年代中期發(fā)展起來的基于磁場定位和時(shí)差定位原理的雷電定位系統(tǒng)，使雷電定位更為準(zhǔn)確，從而為雷電參數(shù)研究提供了差J出數(shù)據(jù)。然而，在現(xiàn)今的防雷技術(shù)領(lǐng)域中，還沒有一種能巧妙應(yīng)用該^出數(shù)據(jù)來獲得準(zhǔn)確的落雷密度參數(shù)的方法。
有鑒于此，如何通過對(duì)落雷參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定落雷密度分布，來為電力、氣象部門等提供技術(shù)支撐已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，通過對(duì)雷電定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出研究區(qū)域的落雷密度分布，從而為該地區(qū)的防雷工作提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技^方案
一種落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，用于對(duì)一研究區(qū)域的落雷密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制
相應(yīng)的落雷密度分布圖，所述方法包括下列步驟首先，從原始數(shù)據(jù)中提取落雷信息相關(guān)參數(shù)，并剔除其中的誤差數(shù)據(jù)；接著，設(shè)定落雷密度分布圖的網(wǎng)格大小，并根據(jù)所述網(wǎng)格大小對(duì)該研究區(qū)域進(jìn)行劃分，并將網(wǎng)格與其所對(duì)
應(yīng)的區(qū)域相關(guān)耳缺來；隨后，統(tǒng)計(jì)各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷次數(shù)；然后，計(jì)算各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度；之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即根據(jù)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)分塊，并對(duì)邊界值取整；最后，根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，繪制落雷密度分布圖。
所述落雷信息相關(guān)參數(shù)包括每一次落雷發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)，所述地點(diǎn)由經(jīng)度和綽度表示，可選的，所述落雷信息相關(guān)參數(shù)還包括雷電流大小。
所述原始數(shù)據(jù)為落地雷的相關(guān)落雷信息，所述誤差數(shù)據(jù)為電磁波形與落地雷相近的空間雷或干擾信號(hào)的相關(guān)落雷信息。
較佳的，所述每個(gè)網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域大小設(shè)置為5x5km2。
在上述落雷密度統(tǒng)計(jì)方法中，所述步驟c還包括建立一落雷信息數(shù)據(jù)庫，用于匯總各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷信息，并根據(jù)該數(shù)據(jù)庫中的信息統(tǒng)計(jì)各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷次數(shù)。步驟d中，各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度等于落雷次數(shù)除以該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)區(qū)域的面積，其中，落雷次數(shù)是指該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷總次數(shù)。較佳的，該一時(shí)間段為l年。所述步驟e具體是采用指數(shù)相關(guān)方法對(duì)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，再根據(jù)不同的強(qiáng)度級(jí)別對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行分塊，并對(duì)每一塊的邊界值進(jìn)行取整處理。
此外，所述落雷密度分布圖，可以采用不同的顏色代表不同的落雷密度強(qiáng)度的方式繪制，也可以采用數(shù)值直接標(biāo)示落雷密度強(qiáng)度，并以三維圖或柱狀圖的形式來繪制。
綜上所述，采用本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法可以直觀地獲得待研究區(qū)域的落雷密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，為地區(qū)防雷工作提供最有效的指導(dǎo)。


圖1為本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。請參閱圖1,其中顯示本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法的一個(gè)較佳實(shí)施例的流程圖。
首先，執(zhí)行步驟S1，從原始數(shù)據(jù)中提取落雷信息相關(guān)參數(shù)，并剔除其中
的誤差數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，所述原始數(shù)據(jù)為基于^f茲場定位和時(shí)差定位原理的雷電定位系統(tǒng)所采集的落地雷的相關(guān)信息，包括每一次落地雷發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，該地點(diǎn)由經(jīng)度和綿度表示。如果后續(xù)需要對(duì)雷電密度圖進(jìn)行電流分析，則還要從原始數(shù)據(jù)中獲取雷電流大小信息。所述誤差數(shù)據(jù)為電磁波形與
落地雷相近的空間雷或干擾信號(hào)的相關(guān)落雷信息，可以通itA為篩選將這些信息剔除。
接著，執(zhí)行步驟S2，設(shè)定雷電密度圖的網(wǎng)格大小，并根據(jù)網(wǎng)格大小對(duì)待研究區(qū)域進(jìn)行劃分，并通過比例縮放及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將網(wǎng)格與其所對(duì)應(yīng)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)起來。在本實(shí)施例中，較佳地，可將一個(gè)網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域大小設(shè)置為5x5km2,則1000 km2的區(qū)域可以用約40個(gè)網(wǎng)格來表示(考慮到區(qū)域形狀不一定是規(guī)則的，因此可能要用多個(gè)網(wǎng)格來覆蓋區(qū)域的外周部分)。利用這個(gè)尺寸的網(wǎng)格繪制的落雷密度分布圖網(wǎng)格大小適中，圖片質(zhì)量相對(duì)精細(xì)，且可避免雷電定位誤差的影響，能夠比較直觀清晰的反映落雷分布。
接著，執(zhí)行步驟S3，建立一落雷信息數(shù)據(jù)庫，用于匯總各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷信息，并統(tǒng)計(jì)出各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在1年內(nèi)的落雷次數(shù)。
接著，執(zhí)行步驟S4，計(jì)算各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度。在本實(shí)施例中，該落雷密度的計(jì)算公式為落雷密度=落雷次數(shù)/區(qū)域面積，其中，落雷次數(shù)是指該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域1年內(nèi)的落雷總次數(shù)。
然后，執(zhí)行步驟S5，根據(jù)落雷密度的強(qiáng)度對(duì)各網(wǎng)格進(jìn)行分級(jí)分塊，即對(duì)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，再根據(jù)不同的強(qiáng)度級(jí)別對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行分塊，并對(duì)每一塊的邊界值進(jìn)行取整處理。在本實(shí)施例中，可以采用指數(shù)相關(guān)方法進(jìn)行分級(jí)分塊，并對(duì)邊界值取整。
最后，執(zhí)行步驟S6，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，繪制落雷密度分布圖。在本實(shí)施例中，可用釆用不同的顏色來區(qū)分落雷密度的強(qiáng)度以繪制所述落雷密度分布圖，也可以采用數(shù)值直接標(biāo)示所述落雷密度的強(qiáng)度，以三維圖或者柱狀圖等方式繪制所述落雷密度分布圖。更具體地說，可以參考如下表l所示的顏色設(shè)置方式來區(qū)分落雷密度的強(qiáng)度，以完成落雷密度分布圖的繪制。表1
雷電分級(jí)落雷密度Ng (次/km2.a)顏色
INg<3.0淺藍(lán)(R=178、 G=254、 B=252 )
n3.0^Ng<5.0檸檬黃 (R=255、 G=255、 B=163)
in5.0^Ng <8.0淺綠 (R=153、 G=255、 B=153 )
IV8.0^Ng<11.0玫瑰紅 (R=248、 G=158、 B=248)
VNg^ll.O紅色 (R=255、 G=0、 B=0)
由于落雷密度分布圖反映的是一定時(shí)空范圍內(nèi)單位面積雷擊次數(shù)的分
布規(guī)律，因此在執(zhí)行本發(fā)明的方法時(shí)還需要做到以下幾點(diǎn)l)空間上要求區(qū)域單元格式合理，面積大小合適，與地圖及雷電定位系統(tǒng)的精度相符合；2)雷電密度的等級(jí)劃分上，范圍涵蓋完整能包括所有的雷電密度，界限分明，并具有可操作性；3)時(shí)間上盡量反映多年雷電活動(dòng)的重復(fù)性；4)落雷密度分布圖層次清晰，可在地圖上明確標(biāo)出，且直觀明了便于使用。
綜上所述，采用本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法獲得的落雷密度分布圖能夠較好的反應(yīng)待研究區(qū)域的落雷情況，起到指導(dǎo)防雷工作的有利保障。
需要特別說明的是，本發(fā)明的本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法不局限于上述實(shí)施例中所限定步驟執(zhí)行順序，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，用于對(duì)一研究區(qū)域的落雷密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制相應(yīng)的落雷密度分布圖，其特征在于，所述方法包括下列步驟a.從原始數(shù)據(jù)中提取落雷信息相關(guān)參數(shù)，并剔除其中的誤差數(shù)據(jù)；b.設(shè)定落雷密度分布圖的網(wǎng)格大小，并根據(jù)所述網(wǎng)格大小對(duì)該研究區(qū)域進(jìn)行劃分，并將網(wǎng)格與其所對(duì)應(yīng)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)起來；c.統(tǒng)計(jì)各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷次數(shù)；d.計(jì)算各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度；e.進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即根據(jù)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)分塊，并對(duì)邊界值取整；f.根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，繪制落雷密度分布圖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述落雷信息相關(guān)參數(shù)包括每一次落雷發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)，所述地點(diǎn)由經(jīng)度和煒度表示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述落雷信 息相關(guān)參數(shù)還包括雷電流大小。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述原始數(shù) 據(jù)為落地雷的相關(guān)落雷信息，所述誤差數(shù)據(jù)為電磁波形與落地雷相近的空間 雷或干擾信號(hào)的相關(guān)落雷信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述每個(gè)網(wǎng) 格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域大小設(shè)置為5x5km2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟c 還包括建立一落雷信息數(shù)據(jù)庫，用于匯總各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷信息， 并根據(jù)該數(shù)據(jù)庫中的信息統(tǒng)計(jì)各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷次 數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，步驟d中， 各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度等于落雷次數(shù)除以該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)區(qū)域的面 積，其中，落雷次數(shù)是指該網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷總次數(shù)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或6或7所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述的一時(shí)間段為1年。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟e 具體是采用指數(shù)相關(guān)方法對(duì)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，再根據(jù)不同的強(qiáng)度級(jí) 別對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行分塊，并對(duì)每一塊的邊界值進(jìn)行取整處理。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于，所述落雷 密度分布圖，采用不同的顏色代表不同的落雷密度強(qiáng)度的方式繪制，或者采 用數(shù)值直接標(biāo)示落雷密度強(qiáng)度，并以三維圖或柱狀圖的形式來繪制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種落雷密度統(tǒng)計(jì)方法，用于對(duì)研究區(qū)域的落雷密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制相應(yīng)的落雷密度分布圖，該方法首先從原始數(shù)據(jù)中提取落雷信息相關(guān)參數(shù)，并剔除其中的誤差數(shù)據(jù)；接著，設(shè)定落雷密度分布圖的網(wǎng)格大小，并根據(jù)網(wǎng)格大小對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行劃分，并將網(wǎng)格與其所對(duì)應(yīng)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)；隨后，統(tǒng)計(jì)各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域在一時(shí)間段內(nèi)的落雷次數(shù)；然后，計(jì)算各網(wǎng)格所對(duì)應(yīng)的區(qū)域的落雷密度；之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即根據(jù)落雷密度的強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)分塊，并對(duì)邊界值取整；最后，根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，繪制落雷密度分布圖。采用本發(fā)明的落雷密度統(tǒng)計(jì)方法能夠通過對(duì)雷電定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出研究區(qū)域的落雷密度分布，從而指導(dǎo)該地區(qū)的防雷。
文檔編號(hào)G01W1/00GK101650444SQ200810041570
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者李福興, 趙文彬, 顧承昱 申請人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司