本发明提供一种雷电监测预警及戒备服务系统，包括雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库；进一步推动了雷电监测、预报和防护技术服务的业务化，提高了对雷电灾害的监测预警能力、防雷行政管理能力以及防雷技术服务水平，也是满足公共安全对防雷减灾需求的重要内容，同时通过对雷暴过程的若干个例分析，实现快速对雷暴过程的特征值提取处理、雷暴分型判断，并使用雷暴特征对雷电灾害区划分析提供参数依据，建立基于雷暴特征的雷电防护重点和防护策略方法，使该系统可为雷电预警跟进服务提供基础分析资料，成为雷电服务业务的核心支持系统。
1.一种雷电监测预警及戒备服务系统，其特征在于：包括雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库；
所述雷暴数据库包括对雷暴天气过程建立的历史资料个例库以气象台发布的雷电预警；
所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统对不同区域雷电活动的自然规律、区域社会经济发展状况、雷电灾害可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
所述雷电戒备服务云平台为基于GIS、可视化图表技术以及客户端技术建设的雷电预警预报平台；
所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台在建设的高塔和城市雷电观测系统的基础上，对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，为雷电戒备服务云平台提供产品数据。
2.如权利要求1所述的一种雷电监测预警及戒备服务系统，其特征在于：所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台为雷电戒备服务云平台提供的产品数据包括雷击事件查询、区域统计、雷电趋势分析和弱电防雷评估。
3.如权利要求1所述的一种雷电监测预警及戒备服务系统，其特征在于：所述雷暴数据库包括闪电定位图，雷电回波强度图和天气形势图。
4.如权利要求1所述的一种雷电监测预警及戒备服务系统，其特征在于：所述雷电戒备服务云平台对查询时刻前2小时的雷电实时情况进行显示，同时可根据需要自行选择后0-3小时的雷达外推预报。
5.如权利要求1所述的一种雷电监测预警及戒备服务系统，其特征在于：所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统以自然环境、人文环境、气候环境为背景,分析雷电灾害分布特征,提取多个雷灾易损性评价指标,用主成分分析方法分析雷灾易损性评价指标，用聚类分析法建立雷灾易损度区域划分图。
6.一种雷电监测预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1：基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，并将产品数据传输给雷电戒备服务云平台、雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统和雷暴数据库进行收库保存；
S2：雷电戒备服务云平台根据接收到的产品数据进行危害度等级判定，找到经济与效果对应的有效防护平衡点，探讨雷电防护策略；
S3：雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统根据具体雷暴数据可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
S4：建立以用户防护需求为中心，基于已有的天气雷达、闪电定位和常规气象观测综合提取的雷电预报因子与重点雷电戒备服务用户需求相匹配，建立具有服务功能的预报系统；
S5：通过GIS系统将指定用户的经纬度在地图上标注出来，根据用户自身定义的预警范围，自动识别预警条件，以确定是否启动预警戒备服务；
S6：结合闪电定位网络数据、多普勒雷达数据，提供闪电雷暴监测与预警信息；
S7：雷电戒备服务云平台利用功能发布接口进行产品的一键式快速分发；增加传真自动发送功能，与传真发送系统建立接口，对发生的雷电进行危害度、影响性分析，并发布给相关人员，实现精细化雷电预报服务产品的自动发送。
7.如权利要求6所述的一种雷电监测预警方法，其特征在于：所述步骤S4中，根据天气形势预报产品，结合雷电强度、雷达回波、回波顶高、垂直液态水、大气电场及云地闪数据分析，采用综合预报方法给出1-3小时内可能发生雷电区域以及雷电发生概率的预报产品，来提供雷电预警服务。
8.如权利要求6所述的一种雷电监测预警方法，其特征在于：所述步骤S6中，集成基于雷暴天气过程的天气系统、雷暴天气特征物理量、重直探空资料、多普勒雷达、闪电定位、大气电场的多维观测数据查询分析；对雷电发生过程的多维结构数据进行分析研究，探索雷电过程多维物理变化特征，为雷电预警预报和工程防护提供基础支撑。
一种雷电监测预警及戒备服务系统及预警方法
[技术领域]
[0001] 本发明涉及雷电预警技术领域，尤其涉及一种可快速实现对雷暴过程的特征值进行提取处理以及雷暴分析判断的雷电监测预警及戒备服务系统。[背景技术]
[0002] 我国雷电预警预报技术和方法的研发刚刚起步，目前还没有成熟的可供预报服务实际使用的业务产品。“十一五”期间，中国气象科学研究院(Chinese Academy of Meteorological Sciences，CAMS_LNWS)开展了雷电预警预报技术和方法研究，并开发了雷电临近预警系统软件(Lightning Nowcasting and Warning System，CAMS_LNWS)，该系统采用了多资料、多参数和多算法集成的雷电临近预警方法，能够综合利用雷达、卫星、闪电监测系统、地面电场仪和探空仪等的观测资料，参考天气形势预报产品和雷暴云起电、放电模式运行的结果，结合区域识别、跟踪和外推算法与决策树算法，自动生成雷电活动潜势预报结果和雷电临近预警结果。
[0003] CAMS_LNWS能够提供多种形式的雷电临近预警产品，包括不同时效的雷电发生概率预报、雷电活动区域的移动趋势预报以及重点区域雷电发生概率预报，以满足公众气象服务和专项气象服务的应用需求。目前该系统已在北京、湖北、四川、湖南、山东等省市开展雷电预警运行试验，预报准确率达到60％以上，基本满足局部区域雷电临近预警的要求。同时该系统还参加了奥运气象服务、60周年国庆以及上海世博会的气象保障服务，对于大部分雷暴过程都做出了及时、准确的预警，为各省、市气象台雷电预警信号的发布提供了重要的参考依据。
[0004] 然而，目前的雷电预警系统依然存在较多的不足之处，如预警不够及时，信息的发送和传输效率低，覆盖面窄等，都制约和影响着雷电预警的进一步发展，难以得到人们的关注和重视，基于此，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。[发明内容]
[0005] 为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种可快速实现对雷暴过程的特征值进行提取处理以及雷暴分析判断的雷电监测预警及戒备服务系统。
[0006] 本发明解决技术问题的方案是提供一种雷电监测预警及戒备服务系统，包括雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库；
[0007] 所述雷暴数据库包括对雷暴天气过程建立的历史资料个例库以气象台发布的雷电预警；
[0008] 所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统对不同区域雷电活动的自然规律、区域社会经济发展状况、雷电灾害可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
[0009] 所述雷电戒备服务云平台为基于GIS、可视化图表技术以及客户端技术建设的雷电预警预报平台；
[0010] 所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台在建设的高塔和城市雷电观测系统的基础上，对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，为雷电戒备服务云平台提供产品数据。
[0011] 优选地，所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台为雷电戒备服务云平台提供的产品数据包括雷击事件查询、区域统计、雷电趋势分析和弱电防雷评估。
[0012] 优选地，所述雷暴数据库包括闪电定位图，雷电回波强度图和天气形势图。
[0013] 优选地，所述雷电戒备服务云平台对查询时刻前2小时的雷电实时情况进行显示，同时可根据需要自行选择后0-3小时的雷达外推预报。
[0014] 优选地，所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统以自然环境、人文环境、气候环境为背景,分析雷电灾害分布特征,提取多个雷灾易损性评价指标,用主成分分析方法分析雷灾易损性评价指标，用聚类分析法建立雷灾易损度区域划分图。
[0015] 一种雷电监测预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
[0016] S1：基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，并将产品数据传输给雷电戒备服务云平台、雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统和雷暴数据库进行收库保存；
[0017] S2：雷电戒备服务云平台根据接收到的产品数据进行危害度等级判定，找到经济与效果对应的有效防护平衡点，探讨雷电防护策略；
[0018] S3：雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统根据具体雷暴数据可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
[0019] S4：建立以用户防护需求为中心，基于已有的天气雷达、闪电定位和常规气象观测综合提取的雷电预报因子与重点雷电戒备服务用户需求相匹配，建立具有服务功能的预报系统；
[0020] S5：通过GIS系统将指定用户的经纬度在地图上标注出来，根据用户自身定义的预警范围，自动识别预警条件，以确定是否启动预警戒备服务；
[0021] S6：结合闪电定位网络数据、多普勒雷达数据，提供闪电雷暴监测与预警信息；
[0022] S7：雷电戒备服务云平台利用功能发布接口进行产品的一键式快速分发；增加传真自动发送功能，与传真发送系统建立接口，对发生的雷电进行危害度、影响性分析，并发布给相关人员，实现精细化雷电预报服务产品的自动发送。
[0023] 优选地，所述步骤S4中，根据天气形势预报产品，结合雷电强度、雷达回波、回波顶高、垂直液态水、大气电场及云地闪数据分析，采用综合预报方法给出1-3小时内可能发生雷电区域以及雷电发生概率的预报产品，来提供雷电预警服务。
[0024] 优选地，所述步骤S6中，集成基于雷暴天气过程的天气系统、雷暴天气特征物理量、重直探空资料、多普勒雷达、闪电定位、大气电场的多维观测数据查询分析；对雷电发生过程的多维结构数据进行分析研究，探索雷电过程多维物理变化特征，为雷电预警预报和工程防护提供基础支撑。
[0025] 与现有技术相比，本发明一种雷电监测预警及戒备服务系统通过设置雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库，能进一步推动雷电监测、预报和防护技术服务的业务化，提高对雷电灾害的监测预警能力、防雷行政管理能力，提高防雷技术服务水平，对于提高雷电灾害综合防御能力是非常必要的，是政府履行社会管理和公共服务职能的重要工作，也是满足公共安全对防雷减灾需求的重要内容。同时通过对雷暴过程的若干个例分析，实现快速对雷暴过程的特征值提取处理、雷暴分型判断，并使用雷暴特征对雷电灾害区划分析提供参数依据，建立基于雷暴特征的雷电防护重点和防护策略方法，使该系统可为雷电预警跟进服务提供基础分析资料，成为雷电服务业务的核心支持系统。[附图说明]
[0026] 图1和图2是本发明一种雷电监测预警及戒备服务系统的工作原理结构示意图。[具体实施方式]
[0027] 为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
[0028] 请参阅图1和图2，本发明一种雷电监测预警及戒备服务系统1包括雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库；
[0029] 所述雷暴数据库包括对雷暴天气过程建立的历史资料个例库以气象台发布的雷电预警；
[0030] 所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统对不同区域雷电活动的自然规律、区域社会经济发展状况、雷电灾害可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
[0031] 所述雷电戒备服务云平台为基于GIS、可视化图表技术以及客户端技术建设的雷电预警预报平台；
[0032] 所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台在建设的高塔和城市雷电观测系统的基础上，对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，为雷电戒备服务云平台提供产品数据。结合城市观测产品为行业用户制作高效的雷电防护应用云，如高铁、机场、核电、LNG重点用户制作个性化应用，并将结果以可视化图表的方式进行直观的输出和显示，以提高对雷电发生、发展、移动和追踪的能力。
[0033] 优选地，所述基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台为雷电戒备服务云平台提供的产品数据包括雷击事件查询、区域统计、雷电趋势分析和弱电防雷评估。
[0034] 优选地，所述雷暴数据库包括闪电定位图，雷电回波强度图和天气形势图。以强对流天气历史资料库为蓝本，建立雷暴天气历史资料个例库。
[0035] 优选地，所述雷电戒备服务云平台对查询时刻前2小时的雷电实时情况进行显示，同时可根据需要自行选择后0-3小时的雷达外推预报。
[0036] 优选地，所述雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统以自然环境、人文环境、气候环境为背景,分析雷电灾害分布特征,提取多个雷灾易损性评价指标,用主成分分析方法分析雷灾易损性评价指标，用聚类分析法建立雷灾易损度区域划分图。
[0037] 一种雷电监测预警方法，其特征在于：包括以下步骤，
[0038] S1：基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台对雷电声光电磁基础观测产生的雷电大数据提取应用层数据，并将产品数据传输给雷电戒备服务云平台、雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统和雷暴数据库进行收库保存；某区域的雷电灾害易损度主要体现了该区域未来因雷电灾害可能造成的损失量的高低，若某区域的雷电灾害易损度越大，则该区域未来因雷电灾害可能造成的损失量就越高；
[0039] S2：雷电戒备服务云平台根据接收到的产品数据进行危害度等级判定，找到经济与效果对应的有效防护平衡点，探讨雷电防护策略；
[0040] S3：雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统根据具体雷暴数据可能造成的后果做雷电灾害风险区划，直观显示不同地区雷电的危害；
[0041] S4：建立以用户防护需求为中心，基于已有的天气雷达、闪电定位和常规气象观测综合提取的雷电预报因子与重点雷电戒备服务用户需求相匹配，建立具有服务功能的预报系统；
[0042] S5：通过GIS系统将指定用户的经纬度在地图上标注出来，根据用户自身定义的预警范围，自动识别预警条件，以确定是否启动预警戒备服务；
[0043] S6：结合闪电定位网络数据、多普勒雷达数据，提供闪电雷暴监测与预警信息；
[0044] S7：雷电戒备服务云平台利用功能发布接口进行产品的一键式快速分发；增加传真自动发送功能，与传真发送系统建立接口，对发生的雷电进行危害度、影响性分析，并发布给相关人员，实现精细化雷电预报服务产品的自动发送。
[0045] 优选地，所述步骤S4中，根据天气形势预报产品，结合雷电强度、雷达回波、回波顶高、垂直液态水、大气电场及云地闪数据分析，采用综合预报方法给出1-3小时内可能发生雷电区域以及雷电发生概率的预报产品，来提供雷电预警服务。
[0046] 优选地，所述步骤S6中，集成基于雷暴天气过程的天气系统、雷暴天气特征物理量、重直探空资料、多普勒雷达、闪电定位、大气电场的多维观测数据查询分析；对雷电发生过程的多维结构数据进行分析研究，探索雷电过程多维物理变化特征，为雷电预警预报和工程防护提供基础支撑。
[0047] 与现有技术相比，本发明一种雷电监测预警及戒备服务系统1通过设置雷电灾害风险区划与雷暴灾害风险评估系统、雷电戒备服务云平台、基于城市观测的雷电监测分析互联网云平台以及雷暴数据库，能进一步推动雷电监测、预报和防护技术服务的业务化，提高对雷电灾害的监测预警能力、防雷行政管理能力，提高防雷技术服务水平，对于提高雷电灾害综合防御能力是非常必要的，是政府履行社会管理和公共服务职能的重要工作，也是满足公共安全对防雷减灾需求的重要内容。同时通过对雷暴过程的若干个例分析，实现快速对雷暴过程的特征值提取处理、雷暴分型判断，并使用雷暴特征对雷电灾害区划分析提供参数依据，建立基于雷暴特征的雷电防护重点和防护策略方法，使该系统可为雷电预警跟进服务提供基础分析资料，成为雷电服务业务的核心支持系统。
[0048] 以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
