雷电数据管理系统开发与雷电预报模型研究

摘要

雷暴是最严重的自然灾害之一。由于雷电活动常常伴随的强电流、强电磁场,因此雷暴天气对通讯、输电、航空飞行、计算机网络等的安全运行有很强的干扰,有时还引发火灾、击毙人畜、击毁建筑等造成极大的经济损失。随着科学技术的发展,研究雷电、获取数据的手段的增强,需要以一种高效的手段来管理雷电数据。而对高分辨率短时临近的雷暴天气的预报模型目前还是空白。因此,开发雷电信息管理系统和研究雷电预报模型具有重要的应用价值。
　　 论文第一部分是开发雷电信息管理系统。首先,简要分析了雷电数据信息的有效利用和雷电趋势预报方面的研究现状；其次,简要介绍实现系统所采用的相关技术与理论,包括对.NET平台及基于.NET的Teechart应用技术和MapXtreme技术的特点的分析；再次,在分析了雷电数据的特点及需求基础上,进行系统的概要设计,设计与实现了基于MapXtreme和Teechart的雷电统计系统。详细介绍了系统的关键技术的实现。最后,重点介绍了等值线生成算法。由于等值线的生成在GIS系统中的应用非常广泛,所以针对等值线的绘制问题,论文首先分析了规则格网的生成算法,然后对规则格网等值线生成算法进行了讨论。论文解决了规则格网等值线模型中等值线二义性的问题及提出了对非闭合等值线的处理方法。在工程实际中实现了基于规则矩形格网的等值线图的绘制,取得了满意的应用效果。
　　 论文的第二部分是基于第1部分的基础上研究雷电预报模型。由于粗糙集方法能有效地分析各种不完备的信息,并进行有效的推理的特点,所以论文提出运用粗糙集的属性约简和规则提取的方法选择出比较合理的预报因子组合并提取决策规则,并设计高分辨率(预报范围:5km×5km)短时(未来3小时)雷电预报方案。在真实数据集上的初步实验与比较表明所提出的预报模型比传统的数值预报模型有更高的预报准确度。