[发明专利]一种地闪活动分析方法及系统

说明书

本发明涉及灾害预测技术领域，具体公开了一种地闪活动分析方法及系统，所述方法包括选定目标区域，获取目标区域的历史地闪数据，并将历史地闪数据分为模型生成库和模型检测库；对所述目标区域进行网格划分，统计各网格内的地形因子；基于所述模型生成库和所述地形因子建立地闪频次预测模型和电流强度预测模型；提取所述模型检测库中的历史地闪数据，基于所述模型检测库中的历史地闪数据对所述地闪频次预测模型和电流强度预测模型进行检测。本发明技术方案得出了地闪频次、电流强度与海拔高度的变化情况；掌握了地闪频次与电流强度在各地形的分布特征；建立了基于地表要素的地闪频次、电流强度的预测模型；极大地提高了地闪活动的预测能力。

技术领域

本发明涉及灾害预测技术领域，具体是一种地闪活动分析方法及系统。

背景技术

地闪活动受地域、地形等下垫面因素影响较大，具有较强的局地性和区域性特征，在不同的地表环境下，受地表粗糙度、地表能量通量等因子影响，地闪频次及电流强度存在极大差异。目前，很多研究主要针对地闪频次及密度与海拔高度之间的关系开展了相应的分析。朱润鹏等基于卫星上的全球闪电资料发现闪电活动随海拔高度的变化表现出“峰谷特征”。李永福等研究了重庆西部地区的雷电流参数，结果表明负地闪密度与海拔高度增加呈负相关。李家启等统计了重庆地区闪电频次与海拔高度的关系，认为闪电频次随着海拔高度上升而减少。刘海兵等发现江西省闪电平均电流强度与海拔高度表现出正相关。费蕾蕾等对香港地区的地闪密度与海拔高度的关系进行分析，揭示了地闪密度随着海拔高度的增加而增大。赵生昊等发现坡向与地闪密度呈负相关。

但是，这些研究中对地闪频次的预测、电流强度与多个地表因子之间的关系等探讨较少。尤其在雷电灾害防御工作中，需要对项目所在地的雷电灾害风险进行评估，当下做法均是基于已有的地闪资料，无法满足用户单位指定未来N年内的雷击风险分析需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地闪活动分析方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地闪活动分析方法，所述方法包括：

选定目标区域，获取目标区域的历史地闪数据，并将历史地闪数据分为模型生成库和模型检测库；

对所述目标区域进行网格划分，统计各网格内的地形因子；所述地形因子包括海拔高度H、坡度SL、坡向AS、剖面曲率SE、平面曲率SU、坡度变率SOS、坡向变率SOA、地形起伏度RDLS、地表切割深度CD、地表粗糙度RO和高程变异系数EV；

基于所述模型生成库和所述地形因子建立地闪频次预测模型和电流强度预测模型；

提取所述模型检测库中的历史地闪数据，基于所述模型检测库中的历史地闪数据对所述地闪频次预测模型和电流强度预测模型进行检测。

作为本发明进一步的方案：基于所述模型生成库和所述地形因子建立地闪频次预测模型的步骤包括：

读取所述模型生成库中的历史地闪数据，提取不同年度对应的地闪频次，基于不同年度对应的地闪频次计算年平均地闪频次；其中，所述地闪频次为单位面积的地闪频次；

分别计算所述年平均地闪频次与各地形因子之间的皮尔逊相关系数；

将所述皮尔逊相关系数与预设的相关度阈值进行比对，当所述皮尔逊相关系数达到预设的相关度阈值时，标记相应的地形因子；

基于标记的地形因子，建立年平均地闪频次的多元线性回归模型。

作为本发明进一步的方案：基于所述模型生成库和所述地形因子建立电流强度预测模型的步骤包括：

读取所述模型生成库中的历史地闪数据，提取不同年度对应的电流强度，基于不同年度对应的电流强度计算电流强度年均值；其中，所述电流强度为单位面积的电流强度；