专利名称：一种雷暴数据处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及雷暴预测领域，尤其涉及一种雷暴数据处理方法及系统。
背景技术：
雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气，它通常伴随着滂沱大雨或冰雹。雷击灾害给我们带来的损失是巨大的，如何将这种损失降到最低范围，是我们急切需要解决的问题。掌握雷暴的发生、发展规律、触发因素等以进ー步预测雷暴的发生，是有效解决这个棘手问题的方法之一。目前关于雷暴预测方面的研究，主要是通过研究非地转特性、大气层结、水汽条件、地面电场或雷云电场的变化趋势以及重力波的触发等因素。相关研究也表明太阳耀斑等太阳活动也会对雷暴数及强度产生一定的影响，但无论是太阳耀斑等太阳活动还是大气重力波，都是电离层扰动的主要因素，种种研究也表明电离层TEC扰动与雷暴 之间应该是存在一定的关联度的。而电离层的变化是否会引起对流层积雨云的变化从而引起雷暴呢？鲜有人把电离层扰动、地面电场变化及雷暴电流等结合起来对雷暴活动进行相关性分析。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种雷暴数据处理方法及系统，g在解决现有技术中没有结合电离层扰动、大气电场及雷暴电流来对雷暴获得进行相关性分析的问题。本发明的技术方案如下
一种雷暴数据处理方法，其中，包括以下步骤
A、获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据；
B、将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据；
C、对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据；
D、根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述电离层垂直方向电子总含量数据从GPS卫星数据中获取。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述大气电场数据通过大气电场仪探测获取。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述雷暴电流数据通过雷暴探测仪探测获取。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述步骤B中预处理具体包括
对所述雷暴原始数据进行正则表达式处理。
所述的雷暴数据处理方法，其中，所述步骤C中筛选包括
对所述雷暴预处理数据设置同一预定取样时间以进行筛选，获取每ー预定取样时间内的电离层垂直方向电子总含量数据中的电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场数据中的大气电场平均值、以及雷暴电流数据中的雷暴电流平均值，并将同一预定取样时间内的所述电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、以及雷暴电流平均值作为雷暴筛选数据。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述步骤C中所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据包括
提取雷暴筛选数据中的电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、以及雷暴电流平均值，并剔除无效数据，生成包含有日期时间、电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、雷暴电流平均值的雷暴年度数据。所述的雷暴数据处理方法，其中，所述步骤D包括
D1、获取预定时间段内的雷暴年度数据；
D2、根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析；
D3、输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。一种雷暴数据处理系统，其中，包括
雷暴原始数据获取模块，用于获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据；
预处理模块，用于将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据；
筛选及处理模块，用于对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据；
输出模块，用于根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。有益效果本发明雷暴数据处理方法及系统，通过获取包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据的雷暴原始数据，并对这些雷暴原始数据进行预处理、筛选及整合处理，生成方便使用的雷暴年度数据，然后对这些雷暴年度数据进行相关性分析，即可获得分析结果，使用者只需根据分析结果即可有针对性的对雷暴进行分析预测，本发明在确保雷暴数据的真实性和准确性的基础上，大大加快了雷暴数据处理的速度，并降低了雷暴数据的处理复杂度，提高了效率，并且获得了用于雷暴预测方面的分析处理結果。
图I为本发明雷暴数据处理方法较佳实施例的流程图。图2为图I所示方法中分析步骤的具体流程图。图3为本发明雷暴数据处理系统较佳实施例的结构框图。图4为本发明雷暴数据处理方法实施例中雷暴电流与电离层、电场強度的曲线拟合结果示意图。
具体实施方式
本发明提供一种雷暴数据处理方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用干限定本发明。本发明基于气象卫星数据的雷暴数据处理方法，如图I所示，包括以下步骤
5101、获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据；
5102、将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据；
5103、对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据；
5104、根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电 离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。在步骤SlOl中，首先获取雷暴原始数据，雷暴原始数据主要包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据等。通过无线电卫星信标的地面GPS观测以获取电离层TEC (Total ElectronContent,电离层电子总含量)的空间分布和时间变化，是当前电离层TEC探測的主流技木，但是直接获取电离层TEC数据是非常困难的。而电离层VTEC(Vertical Total ElectronContent,电离层垂直方向电子总含量，以下简称VTEC)数据却比较容易获得，因此，对电离层TEC研究往往都是通过对电离层VTEC的研究来进行的。电离层VTEC数据可通过GPS进行观测采集，即由GPS卫星数据中获取，并自动实时上传30s采样观测数据到数据中心服务器，并以一致的格式存储到相应文本数据库中。电离层VTEC数据记录时间可采用世界标准时间，即从00时00分00秒起至23时59分59秒止。每ー个电离层VTEC数据都包含了具有说明性文字的文件头，紧接着的就是一条条的数据记录，数据与数据之间一般以空格分隔，但是分隔数据的空格数常常是不确定的。每ー字段数据皆实时采集，但当电离层VTEC无观测数据或数据出错的时候电离层VTEC、TEC变化率则用999. 0000代替，这就意味着该数据无效。如表ー给出了 08年3月9日的部分电离层VTEC观测数据，其中从左至右依次表示年、月、日、时、分、秒、卫星类型、卫星号、有效性标志、经度、纬度、VTEC、TEC变化率、卫星仰角、投影函数、累积秒数，其中数据与数据之间使用数量不等的空格分隔。表一电离层VTEC数据
权利要求
1.一种雷暴数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤 A、获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据； B、将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据； C、对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据； D、根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。
2.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述电离层垂直方向电子总含量数据从GPS卫星数据中获取。
3.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述大气电场数据通过大气电场仪探测获取。
4.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述雷暴电流数据通过雷暴探测仪探测获取。
5.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述步骤B中预处理具体包括 对所述雷暴原始数据进行正则表达式处理。
6.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述步骤C中筛选包括 对所述雷暴预处理数据设置同一预定取样时间以进行筛选，获取每一预定取样时间内的电离层垂直方向电子总含量数据中的电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场数据中的大气电场平均值、以及雷暴电流数据中的雷暴电流平均值，并将同一预定取样时间内的所述电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、以及雷暴电流平均值作为雷暴筛选数据。
7.根据权利要求6所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述步骤C中所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据包括 提取雷暴筛选数据中的电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、以及雷暴电流平均值，并剔除无效数据，生成包含有日期时间、电离层垂直方向电子总含量平均值、大气电场平均值、雷暴电流平均值的雷暴年度数据。
8.根据权利要求I所述的雷暴数据处理方法，其特征在于，所述步骤D包括 D1、获取预定时间段内的雷暴年度数据； D2、根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析； D3、输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。
9.一种雷暴数据处理系统，其特征在于，包括 雷暴原始数据获取模块，用于获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据； 预处理模块，用于将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据； 筛选及处理模块，用于对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据； 输出模块，用于根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果
全文摘要
本发明公开一种雷暴数据处理方法及系统，包括以下步骤获取雷暴原始数据，所述雷暴原始数据包括电离层垂直方向电子总含量数据、大气电场数据以及雷暴电流数据；将所述雷暴原始数据预处理为指定格式的雷暴预处理数据；对所述雷暴预处理数据进行筛选，以筛选出同一预定取样时间的雷暴筛选数据，并将所述雷暴筛选数据处理生成雷暴年度数据；根据雷暴年度数据对电离层、大气电场及雷暴电流的相关性进行分析，并输出电离层、大气电场及雷暴电流对雷暴影响的处理结果。本发明在确保雷暴数据的真实性和准确性的基础上加快了雷暴数据处理速度。
文档编号G01W1/10GK102692656SQ20121018746
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者叶红卫, 巫小勇, 邱建霞 申请人:河源职业技术学院