一种雷电灾害易损度的区划方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种雷电灾害易损度的区划方法及系统。
【背景技术】
[0002] 易损度是指事物容易受到伤害或损伤的程度，它反映特定条件下事物的脆弱性。 目前国内有许多学者都对雷电灾害易损度进行了研究与应用实践，主要集中在雷电灾害易 损度的区划上，如尹娜、肖稳安、王惠、邓勇、郭虎、熊亚军等人针对广东省、云南省、北京市 等地进行了雷灾易损度的计算与区划，通过选取雷电灾害发生后的灾害表达因子作为指 标，建立区划模型进行区划计算，这些研究成果在实际指导雷电灾害防治工作上取得了积 极的意义。
[0003] 目前国内雷电灾害易损度区划主要是应用雷电灾害发生后的一些数据，如雷击人 身伤亡、雷击经济损失、雷击事件发生频次等事后数据作为指标，经计算后，对每一个计算 评判指标值按大小进行分级、赋值，再对赋值后的指标值进行直接加和来计算区域的综合 易损度。该方法简单易行，但在进行分级赋值过程中，赋值的大小存在一定的主观性，没有 对雷灾基础数据的真实性程度对总易损值的影响进行判定，最终区划方法也相对简单，主 要是表现雷电灾害的损失分布，不能完全反映区域雷电灾害易损程度发生的可能性。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题，在于提供一种雷电灾害易损度的区划方法，包括以下 步骤： 步骤1，建立指标体系:选取评估雷电灾害易损度的区划指标，所述区划指标包括有评 估区域的雷电活动、高程分布、人口密度、经济发展、房屋用途以及房屋结构； 步骤2，数据归一化处理:收集评估区域的各区划指标值的原始数据，将原始数据进行 统一化处理成标准化数据，并设定各区划指标值的原始数据为X，原始数据中的最大值为M， 最小值为N，标准化数据为Y，标准化数据的区间为[0，1 ]，原始数据的Μ对应于标准化数据的 1，原始数据中的Ν对应于标准化数据的0，利用平面解析几何直线方程的两点式方程可得各 区划指标值的原始数据与标准化数据的关系方程为： 即有：
步骤3，各指标的权重设计:采用ΑΗΡ即层次分析法来获取各区划指标权重值，即通过专 家评分对区划指标两两比较建立判别矩阵C，求解判别矩阵C最大特征值对应的特征向量ξ， 并对矩阵的一致性系数CR进行计算，并保证CR〈0.1，获得各区划指标的权重值； 步骤4，综合计算得出易损度预估数值:记各区划指标的权重值为〇1，标准数据值为Ai， 评估区域的综合雷电灾害易损度预估数值为R，建立下列算式：
进一步的，还包括步骤5,根据综合计算得出的易损度预估数值通过结论输出应用模块 输出结果。
[0005] 进一步的，所述结论输出应用模块包括易损度预测区划GIS图产品模块和雷电监 测预警系统，所述结果包括易损度预测区划图、防灾预警信息和防灾决策信息。
[0006] 进一步的，所述雷电活动包括闪电定位和人工观测两个指标。
[0007] 进一步的，所述房屋用途包括生活用房和经营用房两个指标。
[0008] 进一步的，所述房屋结构包括钢混结构、砖石结构和其他结构三个指标。
[0009] -种雷电灾害易损度的区划系统，包括数据采集模块、计算处理模块、数据存储模 块和结论输出应用模块； 所述数据采集模块采集的信息包括闪电定位、年总雷暴日、高程地理信息数据、人口密 度、专家ΑΗΡ权重判断矩阵六个分类数据，所述计算处理模块包括数据标准化计算模块、ΑΗΡ 权重计算模块、数据汇总服务器和易损度计算模块，所述结论输出应用模块包括易损度预 测区划GIS图产品模块和雷电监测预警系统，通过数据标准化计算模块、ΑΗΡ权重计算模块 将采集的数据按预测评价模型格式要求进行处理后并入数据汇总服务器中，易损度计算模 块从汇总服务器中获取数据并计算得到结果，将结果输出至易损度预测区划GIS图产品模 块中，通过预设的GIS处理代码实现自动化生成易损度预测区划图，同时将结果也输出到雷 电监测预警系统中，根据系统计算结果生成防灾信息。
[0010] 进一步的，所述数据采集模块采集的信息还包括统计年鉴。
[0011]本发明的优点： 1、 相比于目前现有的方法在指标选择上仅停留在雷电灾害发生后的一些参数上，本方 法引入了多个与雷电灾害防御能力有关的指标内容，能够更加客观和全面的反应雷电发生 与灾害响应的情况，评价结果更加科学、全面； 2、 由于计算雷电灾害易损度的评价指标的单位不是同一个量纲，因此在数据处理上， 不能直接的采用简单的加和方式进行叠加，需要进行一定的数据处理，本方法采用解析几 何里的直线方程对数据按比例进行标准化换算，保留了各个指标数据之间的比例关系，又 屏蔽了量纲差异的问题，在数据处理上更为合理； 3、 评判指标数据源的收集是建立在人为获取的基础上，指标数值(例如雷灾造成的经 济损失）的确定有很大的主观成分，记录值与实际值存在一定的误差，为了较合理的均衡和 降低这些误差对区划结果的影响，更好的体现出这些数据的真实性及区划结果的合理性， 本方法采用层次分析法(ΑΗΡ)来计算各指标真实性权重的方式来调整指标对最终结果的影 响，进一步又降低了评价结果存在的主观误差。
【附图说明】
[0012]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0013] 图1是本发明的雷电灾害易损度的区划系统的工作流程示意图； 图2是本发明的雷电灾害易损度的区划系统的结果输出界面示意图； 图3是本发明的雷电灾害易损度的区划系统的重点区域界面示意图； 图4是福建省雷电灾害易损度图。
【具体实施方式】
[0014] 请参阅图1，是作为本发明的最佳实施例的一种雷电灾害易损度的区划方法，包括 以下步骤： 步骤1，建立指标体系:一个区域雷电灾害易损事件的发生应与如下两方面有关，一是 这个区域有没有发生雷闪，雷闪的频繁程度如何；另一方面，即使某个区域发生了雷闪，但 如果雷闪没有击中承灾体，如建构筑物或设备，或者承灾体本身抵抗雷电灾害的能力强，也 可能影响易损程度的大小。从上述两方面出发，结合指标数据源收集的难易程度与可行性， 选取了评估雷电灾害易损度的区划指标，所述区划指标包括有评估区域的雷电活动(包括 闪电定位和人工观测）、高程分布、人口密度、经济发展、房屋用途(包括生活用房和经营用 房）以及房屋结构(包括钢混结构、砖石结构和其他结构）。
[0015] 雷电活动：目前表征一个区域历史雷电活动情况的主要参数包括区域年总雷暴 日、闪电定位观测数据。区域年总雷暴日数能大致代表一定范围内雷暴活动的频繁程度，但 该数据只能记录某区域某年发生雷暴的天数，无法得到发生闪电时的精确参数，精确度不 高；闪电定位观测系统是一种近年来被广泛使用的新兴闪电探测手段，主要用来探测云地 闪，可实现对闪电发生时间、地点、次数、极性及强度等闪电参数的实时自动连续监测，是目 前较为科学的一种探测闪电的手段，但闪电定位观测系统的建设时间较短，所获得的闪电 资料相对较少。为了弥补区域年总雷暴日与闪电定位观测数据在各自方面的不足，本方法 将两个参数都作为表征雷电活动的指标，进行分析计算。
[0016] 高程分布:高程分布与雷电活动的频繁程度有一定的相关性，一般而言，海拔高度 越高，雷电活动的频次也就越大，进而存在雷击发生事故、灾害的概率也越高。
[0017] 人口密度:人口密度也是表征一个区域雷击事故发生概率的参数。第一点，区域人 口密度越大，雷电闪击后可能导致的人员伤亡也就越多;第二点，区域人口密度与区域的经 济发展水平存在一定的相关性，经济发展水平越高，存在的数字信息化装置等雷电敏感设 备也越多，在同等的雷电活动频次下，发生雷击事故的可能性也就越大。
[0018] 经济发展：同理于上述人口密度第二点的分析，经济发展也是预估一个区域雷电 灾害易损度的指标。
[0019] 房屋用途:根据我国发布统计年鉴对房屋用途的分类，房屋用途包括生活用房、经 营用房两类，经营用房的房屋一般存在着较多敏感或重要的电子设备与数据信息，在发生 雷电灾害后导致的损失程度也比较大，特别是一些重要数据的丢失，引起的间接经济损失 甚至无法估量，因此将一个区域生活用房与经营用房的比例和数量作为表征其发生雷击事 故后灾害程度大小的指标。
[0020] 房屋结构:根据我国发布统计年鉴对房屋结构的分类，房屋结构包括钢混、砖石、 其他(草、木及其他结构)三类。一般而言，钢混结构的房屋建造年代较晚，比较多安装了匹 配的防雷装置，雷电防御能力较强;而砖石类的房屋建造年代相对较早，在当时不一定都安 装过防雷装置，总体而言其雷电防御能力较之钢混的会差一些;而其他(草、木及其他结构） 结构的房屋多为农村或郊野区域自行建造的房屋，多数没有匹配适宜的防雷装置，雷电防 御能力最差。
[0021] 步骤2,数据归一化处理:收集评估区域的各区划指标值的原始数据，将原始数据 进行统一化处理成标准化数据，并设定各区划指标值的原始数据为X，原始数据中的最大值 为M，最小值为N，标准化数据为Y，标准化数据的区间为[0，1]，原始数据的Μ对应于标准化数 据的1，原始数据中的Ν对应于标准化数据的0，利用平面解析几何直线方程的两点式方程可 得各区划指标值的原始数据与标准化数据的关系方程为： 即有：
通过上述方法，可将不同量纲、不同取值区间的样本数据列标准化为无量纲、