雷电脉冲数据的噪声估计质控方法、装置、设备及介质与流程

1.本公开涉及气象预警技术领域，具体涉及一种雷电脉冲数据的噪声估计质控方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.闪电定位仪探测到的数据称为雷电脉冲数据，国家雷电数据处理中心通过处理各气象监测站发来的雷电脉冲数据，计算雷电发生位置、强度等。因此雷电脉冲数据是雷电监测定位的基础，其质量直接影响雷电监测定位的准确性。
3.现有技术中各个气象监测站点使用探测和采集的雷电脉冲数据进行雷电监测定位，由于未利用有效的方法对所采集的雷电脉冲数据进行质量控制，直接使用会对于该区域内的雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测产生不利影响。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种雷电脉冲数据的噪声估计质控方法、装置、设备及介质。
5.第一方面，本公开实施例中提供了一种雷电脉冲数据的噪声估计质控方法。
6.具体的，所述雷电脉冲数据的噪声估计质控方法，包括：
7.从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；
8.获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；
9.利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；
10.根据判断结果输出相应的质控标识。
11.可选的，所述历史雷电脉冲数据选择本站设备自运行时第1年的数据。
12.可选的，所述利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断，包括：
13.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值大于所述标准差的3倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据错误；
14.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的3倍，且大于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据可疑；
15.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据正确。
16.可选的，所述根据判断结果输出相应的质控标识，包括：
17.若所述实时雷电脉冲数据错误，则输出质控标识2；
18.若所述实时雷电脉冲数据可疑，则输出质控标识1；
19.若所述实时雷电脉冲数据正确，则输出质控标识0。
20.可选的，还包括：
21.若本站设备运行未满足预定时间，则直接输出质控标识9，表示未做质量控制。
22.可选的，所述质控标识至少包括以下任意一种形式：数字，字母，符号。
23.可选的，所述其他站点的数量至少为4个。
24.第二方面，本公开实施例中提供了一种雷电脉冲数据的噪声估计质控装置。
25.具体的，所述雷电脉冲数据的噪声估计质控装置，包括：
26.采集模块，被配置为从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；
27.获取模块，被配置为获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；
28.判断模块，被配置为利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；
29.输出模块，被配置为根据判断结果输出相应的质控标识。
30.可选的，所述历史雷电脉冲数据选择本站设备自运行时第1年的数据。
31.可选的，所述判断模块包括：
32.确定单元，被配置为若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值大于所述标准差的3倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据错误；
33.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的3倍，且大于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据可疑；
34.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据正确。
35.可选的，所述输出模块，包括：
36.若所述实时雷电脉冲数据错误，则输出质控标识2；
37.若所述实时雷电脉冲数据可疑，则输出质控标识1；
38.若所述实时雷电脉冲数据正确，则输出质控标识0。
39.可选的，还包括：
40.若本站设备运行未满足预定时间，则直接输出质控标识9，表示未做质量控制。
41.可选的，所述质控标识至少包括以下任意一种形式：数字，字母，符号。
42.可选的，所述其他站点的数量至少为4个。
43.第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如第一方面任一项所述的方法。
44.第四方面，本公开实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该计算机指令被处理器执行时实现如第一方面任一项所述的方法。
45.根据本公开实施例提供的雷电脉冲数据的噪声估计质控方法，包括：从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；根据判断结果输出相应的质控标识。上述技术方案通过噪声估计方法对本站获取的雷电脉冲数据进行质控，使用经质控的雷电脉冲数据计算雷电发生位置、强度等，提高了雷电监测定位准确性，使其能更好的服务于雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测等。
46.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
47.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
48.图1示出根据本公开的实施例的雷电脉冲数据的噪声估计质控方法的流程图。
49.图2示出根据本公开的实施例的雷电脉冲数据的噪声估计质控装置的结构框图。
50.图3示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
51.图4示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
52.下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
53.在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
54.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
55.在本公开中，如涉及对用户信息或用户数据的获取操作或向他人展示用户信息或用户数据的操作，则所述操作均为经用户授权、确认，或由用户主动选择的操作。
56.闪电定位仪探测到的数据称为雷电脉冲数据，国家雷电数据处理中心通过处理各气象监测站发来的雷电脉冲数据，计算雷电发生位置、强度等。因此雷电脉冲数据是雷电监测定位的基础，其质量直接影响雷电监测定位的准确性。
57.现有技术中各个气象监测站点使用探测和采集的雷电脉冲数据进行雷电监测定位，由于未利用有效的方法对所采集的雷电脉冲数据进行质量控制，直接使用会对于该区域内的雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测产生不利影响。
58.图1示出根据本公开的实施例的雷电脉冲数据的噪声估计质控方法的流程图。
59.如图1所示，所述雷电脉冲数据的噪声估计质控方法包括以下步骤s101-s104：
60.在步骤s101中，从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所
述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；
61.在步骤s102中，获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；
62.在步骤s103中，利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；
63.在步骤s104中，根据判断结果输出相应的质控标识。
64.本公开实施例提供的雷电脉冲数据的噪声估计质控方法通过对本站获取的雷电脉冲数据进行质控，使用经质控的雷电脉冲数据计算雷电发生位置、强度等，提高了雷电监测定位准确性，使其能更好的服务于雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测等。
65.根据本公开的实施例，所述步骤s101即从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据的步骤中，采集雷电脉冲数据的设备可以是ddw1型闪电定位仪，所述其他站点为本站的相邻站点，数量至少为4个，即在本站所采集的历史雷电脉冲数据中选择同时也被其他相邻的至少4个站点所采集的数据，并且所述历史雷电脉冲数据选择本站设备自运行时第1年的数据，如此可确保雷电脉冲数据中峰值电场数据的精确度，将其取自然对数计算得到平均值和标准差作为基准，用以衡量本站设备实时雷电脉冲数据的质量时也更加有效。
66.根据本公开的实施例，所述步骤s102即获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数的步骤中，本站设备采集的实时雷电脉冲数据并不要求其必须被其他站点同时采集。对于本站设备雷电脉冲数据的质控，可以是实时采集到一条雷电脉冲数据则同步对其取自然对数，做一次质量控制。
67.根据本公开的实施例，所述步骤s103即利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断的步骤中，具体步骤包括：
68.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值大于所述标准差的3倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据错误；
69.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的3倍，且大于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据可疑；
70.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据正确。
71.根据本公开的实施例，所述步骤s104即根据判断结果输出相应的质控标识的步骤中，所述质控标识至少包括以下任意一种形式：数字，字母，符号。例如，若所述实时雷电脉冲数据错误，则输出质控标识2；若所述实时雷电脉冲数据可疑，则输出质控标识1；若所述实时雷电脉冲数据正确，则输出质控标识0。其中，若本站设备运行未满足预定时间，则直接输出质控标识9，表示未做质量控制。例如本站设备运行时间不满1年，则直接输出质控标识9，表示数据未做质量控制。
72.根据本公开的实施例，噪声估计质控方法的步骤具体为：使用本站设备自运行时
起第1年内采集的并且参与四站及以上网内定位的雷电脉冲数据，将该雷电脉冲数据中的峰值电场记为e，统计ln(|e|)的平均值a和标准差s。对本站设备实时观测到的雷电脉冲数据进行质控，当实时雷电脉冲数据的ln(|e|)与上述统计得到的a的差值的绝对值大于2倍s且小于等于3倍s时，则输出质控标识“1”，表示数据可疑；当实时雷电脉冲数据的ln(|e|)与a的差值的绝对值大于3倍s时，则输出质控标识“2”，表示数据错误；当实时雷电脉冲数据的ln(|e|)与a的差值的绝对值小于等于2倍s时，则输出质控标识“0”，表示数据正确；若当前设备运行时间未满1年，则输出质控标识“9”，表示数据未做质量控制。
73.图2示出根据本公开的实施例的雷电脉冲数据的噪声估计质控装置的结构框图。
74.其中，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。
75.如图2所示，所述雷电脉冲数据的噪声估计质控装置200包括：
76.采集模块210，被配置为从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；
77.获取模块220，被配置为获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；
78.判断模块230，被配置为利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；
79.输出模块240，被配置为根据判断结果输出相应的质控标识。
80.本公开实施例提供的雷电脉冲数据的噪声估计质控装置，通过对本站获取的雷电脉冲数据进行质控，使用经质控的雷电脉冲数据计算雷电发生位置、强度等，提高了雷电监测定位准确性，使其能更好的服务于雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测等。
81.根据本公开的实施例，所述历史雷电脉冲数据选择本站设备自运行时第1年的数据。
82.根据本公开的实施例，所述判断模块230包括：
83.确定单元，被配置为若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值大于所述标准差的3倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据错误；
84.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的3倍，且大于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据可疑；
85.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据正确。
86.根据本公开的实施例，所述输出模块240包括：
87.若所述实时雷电脉冲数据错误，则输出质控标识2；
88.若所述实时雷电脉冲数据可疑，则输出质控标识1；
89.若所述实时雷电脉冲数据正确，则输出质控标识0。
90.根据本公开的实施例，所述雷电脉冲数据的噪声估计质控装置200还包括：
91.若本站设备运行未满足预定时间，则直接输出质控标识9，表示未做质量控制。
92.根据本公开的实施例，所述质控标识至少包括以下任意一种形式：数字，字母，符
号。
93.根据本公开的实施例，所述其他站点的数量至少为4个。
94.本公开还公开了一种电子设备，图3示出根据本公开的实施例的电子设备的结构框图。
95.如图3所示，所述电子设备包括存储器和处理器，其中，存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现如下方法步骤：
96.从本站设备采集的历史雷电脉冲数据中选择峰值电场数据，对所述峰值电场数据的绝对值取自然对数后计算得到平均值和标准差；其中，所述本站与其他站点组成雷电监测网络，所述历史雷电脉冲数据为参与多个站点定位计算且定位结果位于所述雷电监测网络内的数据；
97.获取本站设备采集的实时雷电脉冲数据，对其中的实时峰值电场数据的绝对值取自然对数；
98.利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断；
99.根据判断结果输出相应的质控标识。
100.本公开实施例提供的技术方案，通过噪声估计方法对本站获取的雷电脉冲数据进行质控，使用经质控的雷电脉冲数据计算雷电发生位置、强度等，提高了雷电监测定位准确性，使其能更好的服务于雷电预警、雷击防护、雷电研究、雷电监测等。
101.根据本公开的实施例，所述历史雷电脉冲数据选择本站设备自运行时第1年的数据。
102.根据本公开的实施例，所述利用所述平均值、标准差对所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数进行异常判断，包括：
103.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值大于所述标准差的3倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据错误；
104.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的3倍，且大于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据可疑；
105.若所述实时峰值电场数据的绝对值的自然对数与所述平均值的差值的绝对值小于等于所述标准差的2倍时，则确定所述实时雷电脉冲数据正确。
106.根据本公开的实施例，所述根据判断结果输出相应的质控标识，包括：
107.若所述实时雷电脉冲数据错误，则输出质控标识2；
108.若所述实时雷电脉冲数据可疑，则输出质控标识1；
109.若所述实时雷电脉冲数据正确，则输出质控标识0。
110.根据本公开的实施例，还包括：
111.若本站设备运行未满足预定时间，则直接输出质控标识9，表示未做质量控制。
112.根据本公开的实施例，所述质控标识至少包括以下任意一种形式：数字，字母，符号。
113.根据本公开的实施例，所述其他站点的数量至少为4个。
114.图4示出适于用来实现根据本公开实施例的方法的计算机系统的结构示意图。
115.如图4所示，计算机系统包括处理单元，其可以根据存储在只读存储器(rom)中的
程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(ram)中的程序而执行上述实施例中的各种方法。在ram中，还存储有计算机系统操作所需的各种程序和数据。处理单元、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(i/o)接口也连接至总线。
116.以下部件连接至i/o接口：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信过程。驱动器也根据需要连接至i/o接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。其中，所述处理单元可实现为cpu、gpu、tpu、fpga、npu等处理单元。
117.特别地，根据本公开的实施例，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行上述方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。
118.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
119.描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
120.作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
121.以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。