蔣銳

【摘 要】雷電是一種可能對人類生命財產(chǎn)造成損害的自然現(xiàn)象，特定情況下將其視為一類自然災害。采用雷電災害風險評估是應對雷電災害的有效手段。論文在地理信息服務(wù)的研究基礎(chǔ)上，采用GeoServer開源軟件搭建了雷電風險評估業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)基于面向服務(wù)思想，建立地理信息服務(wù)以滿足數(shù)據(jù)需求。能有效解決“信息孤島”問題，對建立開放式地理信息服務(wù)系統(tǒng)具有指導意義。

【關(guān)鍵詞】雷電災害風險評估；地理信息服務(wù)；GeoServer

【中圖分類號】P208【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0081-01

【基鑫項目】曲靖師范學院校級項目（2010QN004）云南省發(fā)展基金（2012FZ101）

1 概述

雷電是一種常見的自然現(xiàn)象，但其對航天、航空、通訊、電力、建筑等部門有著很大的影響，并可能造成人員的傷亡。因此，各國都很重視雷電的研究與防護。開展雷電災害風險評估是雷電防護常用和有效的手段。

雷電災害風險評估的主要方法是相對值法，具體的計算方法為：

R=∑Rx

其中Rx=NPL

式中，N為待評對象周圍的年均雷擊次數(shù)，P為每次雷擊對待評對象產(chǎn)生破壞的概率，L為待評對象發(fā)生破壞后導致的損失[1]。

N值的獲取通常采用兩種方法，一種是人工觀測法，另一種是由閃電定位儀獲取。第二種方法具有自動、精確等特點，逐步成為信息的主要來源。

2 雷電監(jiān)測定位儀

地基雷電定位技術(shù)主要包括三種：磁定向法MDF（Magnetic Direction Finder）、時間到達法TOA（Time of Arrival）和干涉法IT（Interferometry Technique），三者各有特點。而綜合定位技術(shù)IMPACT是將MDF與TOA結(jié)合起來，并增加數(shù)字波形處理技術(shù)和時間同步技術(shù)，提高了雷電探測的精度。

雷電監(jiān)測定位儀（閃電定位儀）是指利用閃電回擊輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電回擊放電參數(shù)的一種自動化探測設(shè)備，能夠?qū)崟r對云地閃電進行精確定位。由于能精確獲取雷電方位以及強度大小等信息，其在氣象部門得到廣泛應用。但設(shè)備采集的信息通常以數(shù)值形式保存在數(shù)據(jù)庫中，無法以一種更為直觀的圖形化方式提供數(shù)據(jù)。因而改變信息對外提供形式，提高系統(tǒng)開放性，提升雷電監(jiān)測信息共享能力成為系統(tǒng)開發(fā)應考慮的問題。

3 地理信息服務(wù)

地理信息共享服務(wù)平臺是以GIS、SOA、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)庫等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，集地理空間信息共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)發(fā)布、功能服務(wù)為一體的信息化平臺。地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)將為政府重大決策、電子政務(wù)建設(shè)、應急指揮、社會公眾等提供統(tǒng)一、權(quán)威的空間定位基礎(chǔ)。不僅大幅度提升地理信息公共服務(wù)能力，減少重復投資，避免“信息孤島”，促進地理信息深入廣泛應用，發(fā)揮基礎(chǔ)地理信息最大效益，而且滿足社會公眾生活的迫切需求，推動地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在構(gòu)建基于Web的空間數(shù)據(jù)服務(wù)方面，開放地理信息聯(lián)盟OGC推出了許多規(guī)范和協(xié)議，如Web地圖服務(wù)規(guī)范WMS， Web要素服務(wù)規(guī)范WFS， Web 覆蓋協(xié)議規(guī)范WCS，Web處理服務(wù)規(guī)范WPS 等[2]。地理信息服務(wù)被廣泛運用于各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，如王利鋒等利用WFS建立礦業(yè)權(quán)演示系統(tǒng)，實現(xiàn)礦權(quán)瀏覽、查詢、測量和分析決策等功能[3]。

WMS能夠根據(jù)用戶的請求將地理信息進行組合、渲染后，以圖形化的方式將信息返回客戶端。WMS提供三個重要操作GetCapabilities，GetMap和GetFeatureinfo。其中GetCapabilities返回服務(wù)信息，GetMap返回地圖影像信息，GetFeatureinfo返回某些特殊地理要素信息。

WCS提供的服務(wù)與WMS類似，不同的是它提供包含了地理位置信息或?qū)傩缘目臻g柵格信息，而不是組合、渲染后的地圖。WCS同樣提供三種操作，GetCapabilities，GetCoverage和DescribeCoverageType。其中GetCapabilities返回服務(wù)信息，GetCoverage返回地理位置的值或?qū)傩浴escribeCoverageType返回柵格圖層的描述。

4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雷擊評估系統(tǒng)建設(shè)采用C/S模式進行搭建，總體劃分為富客戶端應用和服務(wù)器端二部分，如圖1所示。

（1）客戶端

客戶端是一個具備雷擊風險評估和文檔導出功能的富客戶端應用。待評對象周圍年平均雷擊次數(shù)是系統(tǒng)重要的輸入信息，需要獲取兩種格式的信息。一種是數(shù)據(jù)格式，用于風險計算；另一種是圖形格式，作為圖片插入到文檔中。數(shù)據(jù)格式信息為Arc Grid，通過WCS從服務(wù)器端獲??；圖形格式為Jpeg，通過WMS獲取。

（2）服務(wù)器端

服務(wù)器端部署有數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)地理信息的矢量和柵格文件、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及格式轉(zhuǎn)換組件、GeoServer組件等內(nèi)容。記錄在閃電定位儀數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通過空間統(tǒng)計模塊生成1、2、3Km年均雷擊次數(shù)的柵格信息，并保存為柵格格式文件。這些統(tǒng)計信息連同閃電位置地圖、基礎(chǔ)地理信息等經(jīng)過GeoServer組件對外進行發(fā)布。

5 結(jié)論及展望

地理信息共享服務(wù)是以GIS、SOA、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)庫等信息技術(shù)為基礎(chǔ)，提供地理空間信息共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)發(fā)布等服務(wù)。它能有效避免“信息孤島”，發(fā)揮基礎(chǔ)地理信息最大效益。對實現(xiàn)雷電定位信息共享、提升雷電監(jiān)測定位設(shè)備利用率有著重要作用。系統(tǒng)還處于初步研發(fā)期，只利用了地理信息共享服務(wù)的部分功能。今后的工作是對雷擊評估服務(wù)的集成進行研究，設(shè)計開發(fā)完全基于SOA思想，B/S架構(gòu)的雷擊評估系統(tǒng)。

參考文獻

[1] 樊榮，肖穩(wěn)安，李霞等.基于GB/T 21714.2的雷擊風險評估軟件設(shè)計及參數(shù)探討[J].南京信息工程大學學報（自然科學版）.2009，4：343-349

[2] 王軍，梁延壽.基于Web Service的地理數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)研究[J].測繪與空間地理信息.2011，34（1）：26-32

[3] 王利鋒，蔣新華，王冰等. 基于開源WebGIS的礦業(yè)權(quán)演示系統(tǒng)的設(shè)計與應用[J].測繪與空間地理信息.2012，35（12）：146-149