一種雷雨信息預報方法
【專利摘要】本發明提供一種雷雨信息預報方法，其中方法包括步驟：獲取實時的雷達數據和閃電數據；分析所述閃電數據得到離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及分析所述雷達數據得到離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離；若根據所述雷擊點漂移方向和速度判斷雷擊點向用戶漂移以及速度大于或等于第一預定值，則向用戶客戶端發出第一報警信息；若根據所述下雨點漂移方向和速度判斷下雨點向用戶漂移以及速度大于或等于第二預定值，則向用戶客戶端發出第二報警信息；可以解決傳統的天氣預報不能預報具體地點具體時段有雷雨，更不能提前預警的問題。
【專利說明】
一種雷雨信息預報方法
技術領域
[0001]本發明涉及天氣預測技術領域，更為具體地，涉及一種雷雨信息預報方法。
【背景技術】
[0002]我國是世界上自然災害最嚴重的國家之一，每年由于氣象災害所造成的經濟損失嚴重，而其中雷雨天氣造成的損失最為嚴重；
[0003]造成我國氣象災害嚴重的最主要愿因:預警信息發布渠道和手段不能滿足社會公眾的需求;預警信息的覆蓋面還不夠廣;公眾缺乏災害防御的意識和科學知識。
[0004]突發的雷電、暴雨危害相當大，但是目前的天氣預報不能預報某個具體的地方某個時段有雷雨，更不能提前預警。

【發明內容】

[0005]本發明的目的:本發明提出一種雷雨信息預報方法，可以解決傳統的天氣預報不能預報具體地點具體時段有雷雨，更不能提前預警的問題。
[0006]本發明采用的方案是:提出一種雷雨信息預報方法，其步驟包括:獲取實時的雷達數據和閃電數據;其中，閃電數據包括雷擊時間、雷擊點經瑋度以及雷擊強度，雷達數據包括雷達掃描雨的時間、經瑋度和雷達回波強度；
[0007]分析所述閃電數據得到離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及分析所述雷達數據得到離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離；
[0008]若根據所述雷擊點漂移方向和速度判斷雷擊點向用戶漂移以及速度大于或等于第一預定值，則向用戶客戶端發出第一報警信息;其中，所述第一報警信息包括雷擊點到達用戶所需用時、在GIS地圖上顯示的雷擊點經瑋度和雷擊強度；
[0009]若根據所述下雨點漂移方向和速度判斷下雨點向用戶漂移以及速度大于或等于第二預定值，則向用戶客戶端發出第二報警信息;其中，所述第二報警信息包括下雨點到達用戶所需用時、在GIS地圖上顯示的與所述雷達回波強度對應的色塊及對應的下雨量。
[0010]利用上述方案，可以根據每個用戶的地理位置，獲取離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離提前預報雷雨信息，若雷雨向用戶靠近時向用戶提供實時、具體的具有雷雨數據GIS地圖信息，可以解決傳統的天氣預報不能預報具體地點具體時段有雷雨，更不能提前預警的問題。
[0011]為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【附圖說明】
[0012]根據下述參照附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其他目的、特征和優點將變得更加顯而易見。在附圖中:
[0013]圖1示出了本發明提出的一種雷雨信息預報方法的一個流程示意圖；
[0014]圖2示出了本發明提出的一種雷雨信息的顯示處理方法的一個實施例示意圖。
[0015]在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。
【具體實施方式】
[0016]下面描述本公開的各個方面。應該明白的是，本文的教導可以以多種多樣形式具體體現，并且在本文中公開的任何具體結構、功能或兩者僅僅是代表性的。基于本文的教導，本領域技術人員應該明白的是，本文所公開的一個方面可以獨立于任何其它方面實現，并且這些方面中的兩個或多個方面可以按照各種方式組合。例如，可以使用本文所闡述的任何數目的方面，實現裝置或實踐方法。另外，可以使用其它結構、功能、或除了本文所闡述的一個或多個方面之外或不是本文所闡述的一個或多個方面的結構和功能，實現這種裝置或實踐這種方法。此外，本文所描述的任何方面可以包括權利要求的至少一個元素。
[0017]下面將參照附圖描述本發明的各個實施例。
[0018]首先請參考圖1，公開了一種雷雨信息預報方法的一個流程示意圖，其步驟包括:
[0019]S1、獲取實時的雷達數據和閃電數據;其中，閃電數據包括雷擊時間、雷擊點經瑋度以及雷擊強度，雷達數據包括雷達掃描雨的時間、經瑋度和雷達回波強度;其中，雷達數據和閃電數據可以通過FTP、SCOKET等方式從氣象部門接收。
[0020]S2、分析所述閃電數據得到離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及分析所述雷達數據得到離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離；
[0021]具體的，分析閃電數據時，預定范圍為以用戶為中心點100公里、50公里、25公里、15公里、8公里的范圍。
[0022]1、以用戶為中心點分別計算100公里、50公里、25公里、15公里、8公里內的雷擊點的數量，具體計算方法:
[0023](I)、計算每個雷擊到用戶的距離:雷擊數據中包含了該雷擊點的具體經瑋度，用戶的經瑋度是用戶設置的或GPS自動獲取的。
[0024]因地球是一個近乎標準的橢球體，它的赤道半徑為6378.140千米，極半徑為6356.755千米，平均半徑6371.004千米。如果我們假設地球是一個完美的球體，那么它的半徑就是地球的平均半徑，記為R。如果以O度經線為基準，那么根據地球表面任意兩點的經瑋度就可以計算出這兩點間的地表距離(這里忽略地球表面地形對計算帶來的誤差，僅僅是理論上的估算值)。設雷擊點A的經瑋度為(LonA，LatA)，用戶位置B的經瑋度為(LonB，LatB)，按照O度經線的基準，東經取經度的正值(Longitude)，西經取經度負值(-Longitude)，北瑋取90-瑋度值(90-Latitude)，南瑋取90+瑋度值(90+Latitude)，則經過上述處理過后的兩點被計為(MLonA，MLatA)和(MLonB，MLatB)。那么根據三角推導，可以得到計算兩點距離的如下公式:
[0025]C = Sin(MLatA) Xsin(MLatB) X cos(MLonA_MLonB)+cos(MLatA) X cos(MLatB)
[0026]L = RXArccos(C) XPi/180
[0027]這里，Pi是圓周率，R和L單位是相同，如果是采用6371.004千米作為半徑，那么L就是千米為單位。
[0028](2)、統計離用戶距離100公里、50公里、25公里、15公里、8公里內的雷擊點的數量。分別存儲為 LI 00，L50，L25，LI 5，L8。
[0029]2、計算雷擊漂移方向和速度；
[0030]按照氣象統計數據，雷電漂移速度在O?60公里。計算數學方法如下:
[0031](I)、取LlOO里所有雷擊點，按照方向分類(我國在北半球):瑋度大于用戶瑋度的定義為北向的雷擊點BL，瑋度小于用戶瑋度定義為南向雷擊點NL，經度小于用戶經度為西向雷擊點XL,經度大于用戶經度為東向雷擊點DL;
[0032](2)、雷擊漂移方向計算，從每個整點的00分00秒開始到06分00秒，這6分鐘內找出離用戶最近的一個雷擊點距離為Ln，每個方向分別計算。下一個6分鐘，比如06分到12分這6分中內離用戶最近的雷點距離為Ln+Ι，如此滾動計算一直到54分。這樣分別計算出四個方向的，北向的BLn、BLn+1，南向的NLn、NLn+1，西向的XLn、XLn+1，東向的DLn、DLn+1。
[0033]方向計算只分辨雷擊點是向用戶而來還是離用戶而去兩個方向，當如果向用戶而來表示雷擊越來越近，F+表示，離用戶而去表示雷擊越來越遠F-表示。
[0034]BLn小于BLn+Ι，為BF-，表示用戶北面的雷擊點越來越北上遠離用戶。反之為BF+。雷擊點移動的速度SB= I (BLn-BLn+Ι) |/6，單位千米/分鐘。
[0035]NLn小于NLn+Ι，為NF+，表示用戶南面的雷擊點越來越北上靠近用戶。反之為NF-。雷擊點移動的速度SN= I (NLn-NLn+Ι) |/6，單位千米/分鐘。
[0036]XLn小于XLn+Ι，為XF+，表示用戶西面的雷擊點越來越東移靠近用戶。反之為XF-.雷擊點移動的速度SX= I (XLn-XLn+l) |/6，單位千米/分鐘。
[0037]DLn小于DLn+Ι，為DF-，表示用戶東面的雷擊點越來越東移遠離用戶。反之為DF+.雷擊點移動的速度SD= I (DLn-DLn+Ι) |/6，單位千米/分鐘。
[0038]具體的，分析雷達數據時，預定范圍為以用戶為中心點100公里、50公里、25公里、15公里、8公里的范圍。
[0039]計算每個下雨點到用戶的距離:雷達數據中包含了該下雨點的具體經瑋度，用戶的經瑋度是用戶設置的或GPS自動獲取的。計算方法和上述計算雷擊點與用戶的距離的計算方法一樣，分別計算出100公里、50公里、25公里、15公里、8公里內的下雨點的數量。存為Y100、Y50、Y25、Y15、Y8。
[0040]計算下雨點漂移方向和速度，計算方法:和上述計算雷擊點的計算漂移方向和速度的方法一樣，計算出下雨點漂移的方向:北面下雨點的方向ΒΥ+、ΒΥ_，南面下雨點的方向ΝΥ+、ΝΥ-，西面下雨點的方向ΧΥ+、ΧΥ-，東面下雨點的方向DY+、DY-。下雨點漂移的速度記為:^匕向速度YB、南向速度YN、西向速度YX、東向速度YD。
[0041]S3、若根據所述雷擊點漂移方向和速度判斷雷擊點向用戶漂移以及速度大于或等于第一預定值，則向用戶客戶端發出第一報警信息;其中，所述第一報警信息包括雷擊點到達用戶所需用時、在GIS(Geographic Informat1n System，地理信息系統)地圖上顯示的雷擊點經瑋度和雷擊強度；
[0042]具體的，第一報警信息包括:(1)、橙色局部雷擊預警:1SL25S50，而且BF+、NF+、父卩+、0?+其中一個存在，而且38、313乂、30其中一個^0.5。含義是，用戶附近15公里內已經有雷擊，而且至少一個方向的雷擊是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地30分鐘內有局部雷擊。
[0043](2)、橙色強雷擊預警:51$1^5，而且8?+、,+、乂?+、0?+其中一個存在，而且38、31SX、SD其中一個^0.5。含義是，用戶附近15公里內已經有密集雷擊，而且至少一個方向的雷擊是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地30分鐘內有強雷擊。
[0044](3)、紅色局部雷擊預警:1$1^15$10，而且8?+、肥+、乂?+、0?+其中一個存在，而且SB、SN、SX、SD其中一個S0.5。含義是，用戶附近8公里內已經有雷擊，而且至少一個方向的雷擊是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地15分鐘內有局部雷擊。
[0045](4)、紅色強雷擊預警:11$1^15，而且8?+、,+、乂?+、0?+其中一個存在，而且38、31SX、SD其中一個^0.5。含義是，用戶附近8公里內已經有密集雷擊，而且至少一個方向的雷擊是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地15分鐘內有強雷擊。
[0046]然后把接收到的雷擊點按照經瑋度參數直接顯示在電子地圖上，可以隱藏或顯示雷擊的具體參數，具體效果圖2。含義是2015年8月21日22點6分23秒在瑋度= 22.451，經度= 113.138位置發生了一次強度為-11千安的雷擊。
[0047]S4、若根據所述下雨點漂移方向和速度判斷下雨點向用戶漂移以及速度大于或等于第二預定值，則向用戶客戶端發出第二報警信息;其中，所述第二報警信息包括下雨點到達用戶所需用時、在GIS地圖上顯示的與所述雷達回波強度對應的色塊及對應的下雨量。
[0048]具體的，第二報警信息包括:(I)、橙色局部暴雨預警:ISY25S50，而且BY+、NY+、父丫+、0￥+其中一個存在，而且￥8、￥1￥乂、￥0其中一個^0.5。含義是，用戶附近15公里內已經有暴雨，而且至少一個方向的暴雨是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地30分鐘內有局部暴雨。
[0049](2)、橙色強暴雨預警:51$￥25，而且8￥+、階+、乂￥+、0￥+其中一個存在，而且￥8、丫1YX、YD其中一個^0.5。含義是，用戶附近15公里內已經有強暴雨，而且至少一個方向的暴雨是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地30分鐘內有強暴雨。
[0050](3)、紅色局部暴雨預警:1$1^15$5，而且8￥+、階+、乂￥+、0￥+其中一個存在，而且YB、YN、YX、YD其中一個^0.5。含義是，用戶附近8公里內已經有暴雨，而且至少一個方向的暴雨是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地15分鐘內有局部暴雨。
[0051 ] (4)、紅色強暴雨預警:6$1^15，而且8￥+、階+、乂￥+、0￥+其中一個存在，而且￥8、丫1YX、YD其中一個^0.5。含義是，用戶附近8公里內已經有強暴雨，而且至少一個方向的暴雨是向用戶靠近的，而且靠近的速度^0.5千米/分鐘，結論是用戶所在地15分鐘內有強暴雨。
[0052]雷達回波是抽象的數字，數字在地圖上顯示不直觀，公眾很難分辨，采用半透明的顏色圖塊覆蓋在地圖上，非常清晰，一看就明白；把雷達數據里的回波強度換算為半透明的顏色塊顯示，每個色塊的尺寸為1000*1000米，按照經瑋度在電子地圖上顯示出來。回波S5，標記透明，代表無雨，6S回波S20標記為藍色代表陰天，21 S回波S30標記為淺綠色代表小雨，31 S回波S 35標記為深綠色代表中雨，6 ^回波S40標記為黃色代表中雨到大雨，41 ^回波S 50標記為橙色代表大雨，51 S回波S60標記為紅色代表暴雨，61 S回波標記為粉色代表特大暴雨。
[0053]利用上述方案，可以根據每個用戶的地理位置，獲取離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離提前預報雷雨信息，若雷雨向用戶靠近時向用戶提供實時、具體的具有雷雨數據GIS地圖信息，可以解決傳統的天氣預報不能預報具體地點具體時段有雷雨，更不能提前預警的問題。
[0054]優選的，所述第一報警信息、所述第二報警信息還包括在GIS地圖上顯示的代表所述預定范圍的色圈及對應代表的范圍、聲音提示。一般的地圖帶有比例尺，但是比例尺需要有一定地圖知識才能判斷，普通大眾不適用。在電子地圖上畫半徑為100、50、25、15、8公里的不同顏色的色圈，可以直觀的判斷雷和雨離自己的距離。結合播放功能可以大致判斷雷和雨是否會飄過來。由里到外半徑為100、50、25、15、8公里的5各色圈，用戶根據色圈可以大概判斷雷和雨位置，動畫播放一次看到雷和雨的移動方向和大致速度。
[0055]靜態的即時雷擊點標記和代表雨的色塊顯示只能看到當前即時的雷和雨分布，用戶需要查看一段時間內的雷和雨的漂移路徑速度，以便判斷下一步雷和雨會往哪漂移。這就需要一個動態回放，動畫一樣播放顯示一段時間內雷和雨的漂移過程。技術上如果從數據庫里調用雷達和閃電數據會占用較大的計算機資源，一張雷達圖生成需要大約2秒，傳輸集成需要I秒話，每張圖之間至少3秒，播放的連貫性就會差，而且每次從服務器調用I小時的數據，流量非常大，大約3?4M，這樣浪費流浪。采用集成方式緩存方式少占用資源，而且少費流量。為解決上述問題，該雷雨信息預報方法還包括步驟:將所述雷達回波強度轉換成色塊并在GIS地圖上顯示，每按預定時間存儲一張GIS地圖和對應的雷達數據包;所述雷達數據包包括:離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離;緩存時間最新的10張GIS地圖和對應的雷達數據包；當接收到用戶輸入的雷雨信息動態查詢命令時，向用戶循環播放和顯示所述最新的10張GIS地圖和對應的雷達數據包。
[0056]優選的，將離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離存入數據庫；當接收到用戶查詢命令時，調出相應數據。
[0057]優選的，該方法還包括步驟，接收用戶輸入的位置修正信息;分析所述閃電數據和雷達數據時，根據所述位置修正信息獲得每個雷擊點與用戶的距離和每個下雨點與用戶的距離。可以更加精確的預報信息。
[0058]優選的，上述方法還包括步驟:當接收到用戶輸入的信息分享命令時，將所述第一報警信息和第二報警信息，在指定平臺上發布。可以將預報信息通過微信、微信朋友圈、微博分享給他人。
[0059]優選的，當接收到地圖切換命令時，進行普通GIS地圖和投影地圖的切換，在投影地圖上顯示雷擊點和下雨點的具體位置。
[0060]優選的，上述方法還包括步驟:驗證用戶身份，在驗證通過后，才進行所述分析所述閃電數據和雷達數據的步驟。
[0061]另外，用戶可以登錄PC端，在PC端預報軟件顯示雷雨、預警信息，以及進行其他各功能操作等。
[0062]用戶可以登錄安卓手機/蘋果手機，在安卓手機/蘋果手機預報軟件顯示雷雨、預警信息，以及進行其他各功能操作等。
[0063]本領域技術人員還將明白的是，結合這里的公開所描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實現為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性，已經就各種示意性組件、方塊、模塊、電路和步驟的功能對其進行了一般性的描述。這種功能是被實現為軟件還是被實現為硬件取決于具體應用以及施加給整個系統的設計約束。本領域技術人員可以針對每種具體應用以各種方式來實現所述的功能，但是這種實現決定不應被解釋為導致脫離本發明的范圍。
[0064]盡管前面公開的內容示出了本發明的示例性實施例，但是應當注意，在不背離權利要求限定的本發明的范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。根據這里描述的發明實施例的方法權利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執行。此外，盡管本發明的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設想多個，除非明確限制為單數。
[0065]雖然如上參照圖描述了根據本發明的各個實施例進行了描述，但是本領域技術人員應當理解，對上述本發明所提出的各個實施例，還可以在不脫離本
【發明內容】
的基礎上做出各種改進。因此，本發明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。
【主權項】
1.一種雷雨信息預報方法，其特征在于，包括步驟: 獲取實時的雷達數據和閃電數據;其中，閃電數據包括雷擊時間、雷擊點經瑋度以及雷擊強度，雷達數據包括雷達掃描雨的時間、經瑋度和雷達回波強度； 分析所述閃電數據得到離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及分析所述雷達數據得到離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離； 若根據所述雷擊點漂移方向和速度判斷雷擊點向用戶漂移以及速度大于或等于第一預定值，則向用戶客戶端發出第一報警信息;其中，所述第一報警信息包括雷擊點到達用戶所需用時、在GIS地圖上顯示的雷擊點經瑋度和雷擊強度； 若根據所述下雨點漂移方向和速度判斷下雨點向用戶漂移以及速度大于或等于第二預定值，則向用戶客戶端發出第二報警信息;其中，所述第二報警信息包括下雨點到達用戶所需用時、在GIS地圖上顯示的與所述雷達回波強度對應的色塊及對應的下雨量。2.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于， 所述第一報警信息、所述第二報警信息還包括在GIS地圖上顯示的代表所述預定范圍的色圈及對應代表的范圍、聲音提示。3.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，還包括步驟:將所述雷達回波強度轉換成色塊并在GIS地圖上顯示，每按預定時間存儲一張GIS地圖和對應的雷達數據包;所述雷達數據包包括:離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離； 緩存時間最新的10張GIS地圖和對應的雷達數據包； 當接收到用戶輸入的雷雨信息動態查詢命令時，向用戶循環播放和顯示所述最新的10張GIS地圖和對應的雷達數據包。4.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，將離用戶預定范圍內的雷擊點數量、雷擊點漂移方向和速度、每個雷擊點與用戶的距離；以及離用戶預定范圍內的暴雨點的數量、下雨點的漂移方向和速度、每個下雨點與用戶的距離存入數據庫； 當接收到用戶查詢命令時，調出相應數據。5.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，還包括步驟:接收用戶輸入的位置修正信息； 分析所述閃電數據和雷達數據時，根據所述位置修正信息獲得每個雷擊點與用戶的距離和每個下雨點與用戶的距離。6.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，還包括步驟:當接收到用戶輸入的信息分享命令時，將所述第一報警信息和第二報警信息，在指定平臺上發布。7.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于， 當接收到地圖切換命令時，進行普通GIS地圖和投影地圖的切換，在投影地圖上顯示雷擊點和下雨點的具體位置。8.根據權利要求1所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，還包括步驟:將所述雷達數據中的雷達回波強度轉換成代表晴天、陰天、小雨、大雨、暴雨的不同顏色的色塊;將色塊顯示在GIS地圖上。9.根據權利要求1至8任一項所述的雷雨信息預報方法，其特征在于，還包括步驟:驗證用戶身份，在驗證通過后，才進行所述分析所述閃電數據和雷達數據的步驟。
【文檔編號】G01W1/10GK105842756SQ201610192348
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】孫海元
【申請人】廣州市積雨云信息科技有限公司