[发明专利]基于熵权法的落雷孕灾环境评估方法

说明书

本发明公开了基于熵权法的落雷孕灾环境评估方法，解决了现有技术的不足，包括以下步骤：步骤1，获取对落雷孕灾有影响的地形地貌因子；步骤2，通过熵权法对地形地貌因子参数重新赋值；步骤3，对落雷孕灾环境敏感度指标进行构建；步骤4，对落雷孕灾环境敏感度分析；步骤5，通过地形地貌因子和落雷孕灾环境敏感度分析进一步分析典型多地闪地形特征场景易引发雷击的原因。

技术领域

本发明涉及雷电分析研究技术领域，尤其是指基于熵权法的落雷孕灾环境评估方法。

背景技术

影响地闪活动的地形地貌因素较多，其影响作用不尽相同，但是现有技术中，缺乏地形地貌环境对落雷孕灾环境的敏感性的研究，导致人们无法准确掌握落雷孕灾环境，进而对未来的落雷趋势做出准确有效的判断。现有技术研究了地形地貌因子对地闪活动的影响并分析了易引发雷击的综合地形地貌特征场景，可以知道实际情况下各种因素对地闪活动的影响不是孤立的，因此从整体出发，考虑整体地形地貌环境的落雷孕灾环境敏感性的评估，更加能够反映局部因素对整体系统的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于熵权法的落雷孕灾环境评估方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

基于熵权法的落雷孕灾环境评估方法，包括以下步骤：

步骤1，获取对落雷孕灾有影响的地形地貌因子；

步骤2，通过熵权法对地形地貌因子参数重新赋值；

步骤3，对落雷孕灾环境敏感度指标进行构建；

步骤4，对落雷孕灾环境敏感度分析；

步骤5，通过地形地貌因子和落雷孕灾环境敏感度分析进一步分析典型多地闪地形特征场景易引发雷击的原因。

熵权法作为一种客观的赋权方法，能够充分使用每个因素中所包含的全部信息量，该法基于客观数据进行赋权，不受主观因素干扰。熵权法评价的准确性和可靠性大小取决于人们在评价过程中拥有的信息规模和信息质量。

由于熵值法构建评估模型要求指标的影响是线性的，前期许多研究中将不同地形地貌指标简单的依据主观经验直接划分为正向指标或负向指标，即把所有指标都作为线性指标考虑，而从不同雷电孕灾因子与地闪密度的统计特性来看，许多地形地貌因素与地闪密度间的关系并不是线性的。为了准确反映各地形地貌因素对落雷风险的影响大小，需对地形地貌参数进行重新赋值，依据前文得到的各因素对地闪密度的影响规律，拟合得到各地形地貌因子与地闪密度间的函数关系，依据地闪密度的拟合函数值对各因子重新赋值，重新赋值后，参数值越大则对落雷风险的影响越大。

作为优选，所述的地形地貌因子包括海拔高度、坡度、坡向、地形位置指数和地表覆盖类型。

作为优选，所述的步骤2中，通过熵权法对海拔高度参数重新赋值的过程具体为：对海拔高度与地闪密度的关系进行拟合，根据变量的分布情况选择两项高斯分布函数进行拟合，高斯函数的基本形式如下：

式中参数a反映高斯函数曲线的峰值，b为峰值对应的横坐标，c反映变量的标准差，高斯函数的曲线形状呈倒钟型；

海拔高度与地闪密度的函数关系用两个高斯函数相加表示，两个独立的高斯函数相加依旧满足高斯分布，其数学形式如下：

式中H表示原始海拔数据，H’表示重新赋值后的海拔高度，是一个无量纲的值。

作为优选，所述的步骤2中，通过熵权法对坡度参数重新赋值的方法为采用多项式关系进行拟合。

作为优选，所述的步骤2中，通过熵权法对坡向参数重新赋值的方法为采用傅里叶函数进行拟合。