雷暴风险预警方法、系统及电子设备与流程

1.本发明属于气象灾害预警技术领域，更具体地，涉及一种雷暴风险预警方法、系统及电子设备。


背景技术：

2.近年来，城市地区每年都有极端气象灾害及次生、衍生灾害发生，暴雨、雷电等气象灾害均对全区经济社会发展、人民生命财产安全以及生态环境构成严重威胁。另外，随着城市化进程的加快，城市人口不断聚集，城市基础设施的承载负担不断加剧，城市对于气象及其衍生灾害影响的敏感度和脆弱性凸显，城市内涝已成为城市化发展的重大隐患。多次大暴雨造成城市多数低洼路段和道路涵洞积水，严重影响居民的出行、生产和生活。强对流天气的雷暴活动日益严重，对人们的生产生活造成不便影响，雷电安全风险尤其对于农村地区伤亡事件未得到明显改变，因此开展针对强对流天气的雷暴(雷电和暴雨)风险预警研究颇为重要和亟需。
3.近年来，随着科学技术的发展，出现了基于相控阵雷达(par)实时监测，对强对流天气的降雨和雷电观测技术，实现了对短时强降水、龙卷、下击暴流、雷雨大风等灾害性天气的高频次观测，可获取具有高时空分辨率的中小尺度灾害性天气的结构变化和动力学结构变化特征等信息。相控阵雷达将与多普勒雷达优势互补，构成高低分辨率、远近距离探测结合的新型天气雷达网，进一步提升对快变中小尺度强对流天气系统的监测水平和预报预警能力。km目前正处于全国推广应用阶段。
4.titan(thunderstorm identification，tracking,analysis and nowcasting)是一个关于雷暴识别追踪的系统，主要运用的资料是雷达资料，也可以利用卫星以及闪电资料，titan主要利用3d或者2d的直角坐标系里的雷达一次体扫描数据进行风暴识别。
5.但在实时监测能力提升的同时，对于极端天气的预报预警能力也要相应快速反应提升，目前的气象预警系统仅能够针对城市、区县级的大面积降雨或雷暴进行预警预报，无法实现针对局地过程和突发小尺度的强对流天气实现精准的风险预警，尤其是针对某个小范围目标地点(如单个企业范围)的暴雨、雷电精确预警，避免对企业造成财产损失。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提出一种雷暴风险预警方法、系统及电子设备，实现格点化小范围的降雨雷电精确预警。
7.第一方面，本发明提出了一种雷暴风险预警方法，用于对企业范围区域进行雷电和暴雨预警，所述方法包括：
8.将观测区域格点化，获取观测区域范围内的格点化数据，所述格点化数据包括每个格点的经纬度，每个所述格点能够对应一个目标企业的位置；
9.通过气象观测系统实时获取气象数据，所述气象数据包括降水云团的实时位置、雷达回波强度、闪电数据和降水量；
10.基于每个格点的经纬度和所述气象数据，实时计算各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、降水量、闪电数量和大气电场时频域突变量；
11.根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角；
12.基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度和降水量执行对应的暴雨预警等级判断流程，得到对应的暴雨预警等级，并向所述目标企业发布对应的暴雨预警；
13.基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量执行对应的雷电预警等级判断流程，得到对应的雷电预警等级，并向所述目标企业发布对应的雷电预警。
14.可选地，所述根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角包括：
15.将所述降水云团中心朝向所述目标企业所在格点的方向作为第一向量，将所述降水云团的移动方向作为第二向量；
16.计算所述第一向量和所述第二向量之间的夹角，将所述夹角作为所述入侵角。
17.可选地，当所述目标企业周围具有多个降水云团时，所述降水云团的移动方向的确定方法包括：
18.取雷达回波强度最大的一个降水云团的移动方向作为第一移动方向，若多个降水云团的回波强度相同，则将多个降水云团的移动方向进行合成，取合成方向作为第一移动方向；
19.取面积最大的降水云团的移动方向作为第二移动方向，若多个降水云团的面积相同，则将多个降水云团的移动方向进行合成，取合成方向作为第二移动方向；
20.取所述第一方向和所述第二方向的合成方向作为目标云团的最终移动方向。
21.可选地，还包括根据降水云团与目标企业的距离和降水云团的移动速度计算降水云团对企业的影响持续时间；
22.在向所述目标企业发布暴雨预警和/或雷电预警的同时还发布所述影响持续时间。
23.可选地，所述基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度和降水量执行对应的暴雨预警等级判断流程，包括：
24.若降水云团位于所述目标企业10km范围圈且所述目标企业10km范围圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥35dbz且降水量为1mm-5mm时发布橙色风险预警；
25.若降水云团位于所述目标企业10km范围圈且所述目标企业10km范围圈内无降水量自动检测站，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜90
°
时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜90
°
时发布橙色风险预警；
26.若降水云团位于所述目标企业10-20km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜90
°
时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜90
°
时发布黄色风险预警；
27.若降水云团位于所述目标企业20-30km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵
角＜45
°
时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜45
°
时发布黄色风险预警。
28.可选地，在向所述目标企业发布对应的暴雨预警之后，还包括执行暴雨预警升级和预警解除判断流程；
29.所述暴雨预警升级和预警解除判断流程包括：
30.当发布红色风险预警之后：
31.若降水云团在距离所述目标企业20km圈内且雷达回波强度＜30dbz持续50分钟以上，则解除红色风险预警，否则继续维持红色风险预警；
32.当发布橙色预警之后：
33.若降水云团进入所述目标企业10km圈内且10km圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20km圈内、雷达回波强度＜35dbz且持续5分钟以上时，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
34.若降水云团进入所述目标企业10km圈内且10km圈内无降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20km圈内、雷达回波强度＜35dbz且持续5分钟以上时，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
35.当发布黄色风险预警后：
36.若降水云团进入所述目标企业20-30km圈内、雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜45
°
时，则升级为橙色风险预警；
37.若降水云团进入所述目标企业10km圈内且10km圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20km圈内、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警；
38.若降水云团进入所述目标企业10km圈内且10km圈内无降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20km圈内、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警。
39.可选地，所述基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量执行对应的雷电预警等级判断流程，包括：
40.若降水云团位于所述目标企业10km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz，且闪电数量≥6或大气电场时频域突变量≥2时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥50dbz，且闪电数量＜6或1≤大气电场时频域突变量＜2时，发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz，且闪电数量＜0或0.1＜大气电场时频域突变量为＜1时，发布黄色风险预警；
41.若降水云团位于所述目标企业10-20km范围圈，则当雷达回波强度≥45dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量≥3时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量＜3时发布黄色风险预警；
42.若降水云团位于所述目标企业20-30km范围圈，则当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜45
°
且闪电数量≥3时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量＜3时发布黄色风险预警。
43.可选地，在向所述目标企业发布对应的雷电预警之后，还包括执行雷电预警升级
和预警解除判断流程；
44.雷电预警升级和预警解除判断流程包括：
45.当发布红色风险预警之后：
46.若同时满足降水云团移出所述目标企业20-30km圈内、入侵角＞90
°
、闪电数量＜0、雷达回波强度＜30dbz持续5分钟以上，则解除红色风险预警，否则继续维持红色风险预警；
47.当发布橙色预警之后：
48.若同时满足降水云团进入所述目标企业10km圈内、雷达回波强度≥50dbz、闪电数量≥6，则升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20-30km圈内、闪电数量＜0、入侵角＞90
°
、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
49.当发布黄色风险预警后：
50.若降水云团进入所述目标企业10-20km圈内、闪电数量≥3、雷达回波强度≥40dbz时，则升级为橙色风险预警；
51.若降水云团进入所述目标企业10km圈内、闪电数量≥6、雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警；
52.若降水云团移动至所述目标企业20-30km圈内、闪电数量＜0、入侵角＞90
°
、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警。
53.第二方面，本发明提出一种雷暴风险预警系统，包括：
54.数据获取模块，用于将观测区域格点化，获取观测区域范围内的格点化数据，所述格点化数据包括每个格点的经纬度，每个所述格点能够对应一个目标企业的位置；以及通过气象观测系统实时获取气象数据，所述气象数据包括降水云团的实时位置、雷达回波强度、闪电数据和降水量；
55.数据处理模块，用于基于每个格点的经纬度和所述气象数据，实时计算各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量；以及根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角；
56.预警发布模块，用于基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度和降水量执行对应的暴雨预警等级判断流程，并向所述目标企业发布对应等级的暴雨预警；以及基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量执行对应的雷电预警等级判断流程，并向所述目标企业发布对应等级的雷电预警。
57.第三方面，本发明提出一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，
58.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
59.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的雷暴风险预警方法。
60.本发明的有益效果在于：
61.优点1：格点化，对局地小过程和企业小范围精准预警能力提升，本发明通过将观测区域进行格点化，并获取格点化数据，实现对观测区域格点小范围区域的划分，便于针对
企业级区域进行小范围的精确暴雨和雷电的预警，通过气象系统获取各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量雷暴系统相关的气象数据，然后根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角，并根据获取的降水云团的入侵角等相关数据执行对应的暴雨预警等级判断流程和雷电预警等级判断流程，得到对应的降水、雷电风险预警等级，并向目标企业发布对应的降水和雷电预警，实现了格点化、企业级的精细雷暴风险预警。
62.优点2：考虑预警相关因子丰富和相关性高，本方法针对强对流天气的降水和雷电风险预警考虑因子是结合实际预警预报判断条件和影响相关性较高因子作为自动判断条件，实现精准的自动风险预警技术。
63.优点3：自动判断，自动发送风险预警，提升响应时间和快速反应应急余量，目前天气预报预警通常由人工判断发送，对于强对流天气和局地小尺度系统快速反应不够及时，对于企业的应急响应时间较少，本方法采用自动化判断预警，可以达到秒级到达企业用户，有效避免企业用户的财产损失。
64.本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
65.通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
66.图1示出了根据本发明实施例1的一种雷暴风险预警方法的步骤图。
67.图2示出了根据本发明实施例1的一种雷暴风险预警方法中观测区域格点化的示意图。
具体实施方式
68.下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
69.实施例1
70.本发明提出了一种雷暴风险预警方法，用于对企业范围区域进行雷电和暴雨预警，方法包括：
71.步骤s101:将观测区域格点化，获取观测区域范围内的格点化数据，格点化数据包括每个格点的经纬度，每个格点能够对应一个目标企业的位置；
72.在一个具体应用场景中，可以将一个省或市的观测区域进行格点化，并获取各格点的经纬度信息，每个格点可以对应一个企业的经纬度，便于后续实现对观测区域内各企业地点的精确定位及雷暴风险预警。
73.以观测区域为广东省为例，如图2所示，将广东省进行格点化，格点的大小可以根
据实际需要或能够实现的精度进行划分，本示例中格点划分的参数为：
74.纬度格点数：571，间隔：0.01，起始纬度：20，结束纬度：25.7；
75.经度格点数：861，间隔：0.01，起始经度：109.4，结束经度：118。
76.步骤s102:通过气象观测系统实时获取气象数据，气象数据包括降水云团的实时位置、雷达回波强度、闪电数据和降水量；
77.在上述具体应用场景中，可以通过对接titan系统、气象卫星系统及降水量监测自动站等气象系统实现观测区域内降水云团相关的气象数据的实时获取。
78.在一个示例中，通过titan产品获取多个降水云团信息(包括降水云团中心、面积、移动速度、移动方向等等)
79.获取titan系统数据的相关代码示例如下：
80.81.82.[0083][0084]
步骤s103:基于每个格点的经纬度和气象数据，实时计算各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、降水量、闪电数量和大气电场时频域突变量；
[0085]
在上述具体应用场景中，降水云团与格点坐标之间的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量均可以通过实时的雷达外推数据直接获取或进行计算获取，实测的降水量通过降水量检测自动站实时获取。
[0086]
本实施例中，降水云团所处方位的判断方法为：
[0087]
基于目标企业(格点)为坐标轴原点，正东向量向量(原点
→
(1,0)点)为基准，将360
°
分为八个方位区域，降水云团所处方位基于以下降水云团所处方位判断表进行判断。
[0088]
表1：降水云团所处方位判断表
[0089][0090]
降水云团向哪个方位移动的判断方法为：
[0091]
基于降水云团中心为坐标轴原点，西东方向作为横轴，南北为纵轴，正东向量(原点
→
坐标(1,0)点)为基准，将360
°
分为八个方位区域，基于以下的降水云团移动方位判断表进行判断。
[0092]
表2：降水云团所处方位判断表
[0093][0094][0095]
降水云团移动方向的确定方法为：
[0096]
当目标企业周围具有多个降水云团时，取雷达回波强度最大的一个降水云团的移动方向作为第一移动方向，若多个降水云团的回波强度相同，则将多个降水云团的移动方向进行合成，取合成方向作为第一移动方向；
[0097]
然后，取面积最大的降水云团的移动方向作为第二移动方向，若多个降水云团的面积相同，则将多个降水云团的移动方向进行合成，取合成方向作为第二移动方向；
[0098]
之后，取第一方向和第二方向的合成方向作为目标云团的最终移动方向。
[0099]
在一个示例中，当目标企业周围30km圈内受到多个降水云团云团影响时，会涉及
多个移动方向，因此需要做一下处理。
[0100]
处理方法：
[0101]
根据降水云团云团最大雷达回波强度(最大回波强度从titan产品读取)和面积判断：
[0102]
(1)挑选雷达回波强度最大的降水云团的移动方向如果多个回波强度一样，则多个方向合成，取合成方向；
[0103]
(2)挑选面积最大的降水云团的移动方向如果多个面积一样，则多个方向合成，取合成方向；
[0104]
(3)将回波强度最大的降水云团移动方向和面积最大的降水云团移动方向合成，取合成方向
[0105]
步骤s104:根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角；
[0106]
在上述具体应用场景中，根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角包括：
[0107]
将降水云团中心朝向目标企业所在格点的方向作为第一向量，将降水云团的移动方向作为第二向量；
[0108]
计算第一向量和第二向量之间的夹角，将夹角作为入侵角。
[0109]
设向量a1为当前雷暴(降水云团)质心指向目标企业位置的矢量，向量a2为雷暴(降水云团)的移动方向的矢量，入侵角θ为向量a1和a2的夹角，当入侵角θ小于90度即可判断为降水云团朝向向企业位置移动，当入侵角θ小于45度，即可判断为降水云团会移动至企业核心区域，当入侵角θ大于90度，可判断降水云团会远离企业运动。
[0110]
步骤s105:基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度和降水量执行对应的暴雨预警等级判断流程，得到对应的暴雨预警等级，并向目标企业发布对应的暴雨预警；
[0111]
在上述具体应用场景中，本步骤具体包括：
[0112]
若降水云团位于目标企业10km范围圈且目标企业10km范围圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥35dbz且降水量为1mm-5mm时发布橙色风险预警；
[0113]
若降水云团位于目标企业10km范围圈且目标企业10km范围圈内无降水量自动检测站，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜90
°
时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜90
°
时发布橙色风险预警；
[0114]
若降水云团位于目标企业10-20km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜90
°
时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜90
°
时发布黄色风险预警；
[0115]
若降水云团位于目标企业20-30km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜45
°
时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz且入侵角＜45
°
时发布黄色风险预警。
[0116]
步骤s106:基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度、闪电数量(雷击量)和大气电场时频域突变量执行对应的雷电预警等级判断流程，得到对应的雷电预警等级，并向目标企业发布对应的雷电预警。
[0117]
在上述具体应用场景中，本步骤具体包括：
[0118]
若降水云团位于目标企业10km范围圈，则当雷达回波强度≥50dbz，且闪电数量≥6或大气电场时频域突变量≥2时发布红色风险预警，当雷达回波强度≥50dbz，且闪电数量＜6或1≤大气电场时频域突变量＜2时，发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz，且闪电数量＜0或0.1＜大气电场时频域突变量为＜1时，发布黄色风险预警；
[0119]
若降水云团位于目标企业10-20km范围圈，则当雷达回波强度≥45dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量≥3时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量＜3时发布黄色风险预警；
[0120]
若降水云团位于目标企业20-30km范围圈，则当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜45
°
且闪电数量≥3时发布橙色风险预警，当雷达回波强度≥40dbz、入侵角＜90
°
且闪电数量＜3时发布黄色风险预警。
[0121]
本实施例中，优选地，还包括根据降水云团与目标企业的距离和降水云团的移动速度计算降水云团对企业的影响持续时间；在向目标企业发布暴雨预警和/或雷电预警的同时还发布影响持续时间。
[0122]
计算预估影响目标企业的时间：
[0123]
s：降水云团中心与企业的距离
[0124]
v：降水云团移动速度(取30km圈内最大的移动速度)
[0125]
t：降水云团影响目标企业点的时间为，t＝s/v 当前时刻。
[0126]
本实施例中，在向目标企业发布对应的暴雨预警之后，还包括：
[0127]
步骤s107：执行暴雨预警升级和预警解除判断流程；
[0128]
在上述具体应用场景中，暴雨预警升级和预警解除判断流程包括：
[0129]
当发布红色风险预警之后：
[0130]
若降水云团在距离目标企业20km圈内且雷达回波强度＜30dbz持续50分钟以上，则解除红色风险预警，否则继续维持红色风险预警；
[0131]
当发布橙色预警之后：
[0132]
若降水云团进入目标企业10km圈内且10km圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时升级为红色风险预警，若降水云团移动至目标企业20km圈内、雷达回波强度＜35dbz且持续5分钟以上时，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
[0133]
若降水云团进入目标企业10km圈内且10km圈内无降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警，若降水云团移动至目标企业20km圈内、雷达回波强度＜35dbz且持续5分钟以上时，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
[0134]
当发布黄色风险预警后：
[0135]
若降水云团进入目标企业20-30km圈内、雷达回波强度≥50dbz且入侵角＜45
°
时，则升级为橙色风险预警；
[0136]
若降水云团进入目标企业10km圈内且10km圈内有降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥35dbz且降水量≥5mm时升级为红色风险预警，若降水云团移动至目标企业20km圈内、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警；
[0137]
若降水云团进入目标企业10km圈内且10km圈内无降水量自动监测站，则当雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警，若降水云团移动至目标企业20km圈内、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警。
[0138]
本实施例中，在向目标企业发布对应的雷电预警之后，还包括：
[0139]
步骤s108:执行雷电预警升级和预警解除判断流程；
[0140]
在上述具体应用场景中，雷电预警升级和预警解除判断流程包括：
[0141]
当发布红色风险预警之后：
[0142]
若同时满足降水云团移出目标企业20-30km圈内、入侵角＞90
°
、闪电数量＜0、雷达回波强度＜30dbz持续5分钟以上，则解除红色风险预警，否则继续维持红色风险预警；
[0143]
当发布橙色预警之后：
[0144]
若同时满足降水云团进入所述目标企业10km圈内、雷达回波强度≥50dbz、闪电数量≥6，则升级为红色风险预警，若降水云团移动至所述目标企业20-30km圈内、闪电数量＜0、入侵角＞90
°
、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上，则解除橙色风险预警，否则维持橙色风险预警；
[0145]
当发布黄色风险预警后：
[0146]
若降水云团进入所述目标企业10-20km圈内、闪电数量≥3、雷达回波强度≥40dbz时，则升级为橙色风险预警；
[0147]
若降水云团进入所述目标企业10km圈内、闪电数量≥6、雷达回波强度≥50dbz时升级为红色风险预警；
[0148]
若降水云团移动至所述目标企业20-30km圈内、闪电数量＜0、入侵角＞90
°
、雷达回波强度＜30dbz且持续5分钟以上时，则解除黄色风险预警，否则维持黄色风险预警。
[0149]
本实施例在在执行完步骤s101-s108之后，输出的参量包括：
[0150]
每分钟输出每个格点：
[0151]
lon：经度
[0152]
lat：纬度
[0153]
t1：当前时间(年月日时分)
[0154]
azimuth：降水云团当前所在方位(八个方位角：e/ne/n/nw/w/sw/s/sn)
[0155]
move：降水云团移动方位(八个方位角：e/ne/n/nw/w/sw/s/sn)
[0156]
s：降水云团中心与企业的距离
[0157]
v：降水云团移动速度(取30km圈内最大的移动速度)
[0158]
t2：降水云团影响项目点的时间(年月日时分)，t2＝s/v t1
[0159]
warn：暴雨风险预警级别
[0160]
红色预警：warn＝3
[0161]
橙色预警：warn＝2
[0162]
黄色预警：warn＝1
[0163]
解除预警：warn＝-1
[0164]
综上，本实施例首先通过将观测区域进行格点化，并获取格点化数据，实现对观测区域格点小范围区域的划分，便于针对企业级区域进行小范围的精确暴雨和雷电的预警，通过气象系统获取各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团
面积、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量降水云团相关的气象数据，然后根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角，并根据获取的降水云团的入侵角等相关数据执行对应的暴雨预警等级判断流程和雷电预警等级判断流程，得到对应的降水、雷电预警等级，并向目标企业发布对应的降水和雷电预警，实现了格点化、企业级的精细雷暴风险预警。
[0165]
实施例2
[0166]
一种雷暴风险预警系统，包括：
[0167]
数据获取模块，用于将观测区域格点化，获取观测区域范围内的格点化数据，格点化数据包括每个格点的经纬度，每个格点能够对应一个目标企业的位置；以及通过气象观测系统实时获取气象数据，气象数据包括降水云团的实时位置、雷达回波强度、闪电数据和降水量；
[0168]
数据处理模块，用于基于每个格点的经纬度和气象数据，实时计算各个格点周围的降水云团的距离、所处方位、移动方向、移动速度、云团面积、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量；以及根据降水云团的所处方位和移动方向计算降水云团相对于目标企业的入侵角；
[0169]
预警发布模块，用于基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度和降水量执行对应的暴雨预警等级判断流程，并向目标企业发布对应等级的暴雨预警；以及基于目标企业周围降水云团的距离、入侵角、雷达回波强度、闪电数量和大气电场时频域突变量执行对应的雷电预警等级判断流程，并向目标企业发布对应等级的雷电预警。
[0170]
在一具体实施方式中，本实施例的雷暴风险预警系统可以为黑匣子预警模型软件系统进行开发设计。
[0171]
在一个示例中，开发架构为：
[0172]
黑匣子预警模型可以基于java语言结合springboot框架搭建，集成雷达外推数据、titan产品、自动站降水数据和全省格点数据，实现暴雨集成模型的业务化运行，并采用restful接口进行格点预警以及定点企业预警服务以及模型配置服务等。
[0173]
数据库采用选择开源数据库postgresql作为数据库管理系统。postgresql中的postgis是对象关系型数据库系统postgresql的一个扩展，提供空间信息服务功能，如：空间对象、空间索引、空间操作函数和空间操作符。
[0174]
模型业务化的集成：
[0175]
采用开发语言封装黑匣子，实时读取解析调用读取雷达外推数据、titan产品、自动站降水数据、全省格点化区域数据、模型动态参数数据。
[0176]
基于titan产品以及全省格点化区域数据等数据，实时计算各个格点的经纬度、周边降水云团的移动方向、所在方位、相对距离、移动速度、影响时间等信息。
[0177]
并利用雷达外推数据、自动站降水数据等多源异构数据，集成暴雨预警模型算法实时计算发布暴雨预警级别，并且根据灾害预警的升级与解除流程进行每个格点预警等级的更新。具体方法细节参照第三节算法说明。
[0178]
每3分钟输出一次格点预警产品，参照第三节里面的预警格点化要求，平均3分钟约50万个格点数据，每个格点每时次存储7个元数据，所以一个分钟时次需要存储共计350万个元数据，这边需要考虑海量格点预警产品的存储方式以及格点预警数据的需要存储多
少时间的问题。
[0179]
并输出格点预警文件产品(json)以及格点预警图片产品，以便前期进行模型算法可靠性验证与辅助调参。
[0180]
预警模型运行需要在本地输出日志文件，以便查看运行情况以及使用的模型参数。
[0181]
模型的数据接口：
[0182]
采用restful接口提供数据服务，采用http的方式进行快捷数据调用。
[0183]
根据产品时间、企业的经纬度、名称信息列表、灾害类型(暴雨)实现对于企业的格点预警产品的批量化获取。
[0184]
根据产品时间、灾害类型(暴雨)进行格点预警产品的获取。
[0185]
模型参数配置：
[0186]
搭建可视化界面，可以实现暴雨预警模型的算法参数的可视化动态配置，包括不仅限于入侵角度、雷达强度、自动站降水量、预警圈公里、有效格点数、状态持续时间等参数。模型配置时两种灾害需要分开进行配置。
[0187]
预警模型执行预警的相关算法参考实施例1，此处不再赘述。
[0188]
在实际应用场景中，本预警系统通过titan产品获取多个降水云团信息(包括降水云团中心、面积、移动速度、移动方向等等)。为了避免遗漏，每个降水云团都要单独计算入侵角度，以降水云团中心作为中心点，再判断入侵角度是否满足预警流程中设置的条件。
[0189]
先判断入侵角度，入侵角度满足预警条件，则重点关注该降水云团，记为降水云团a，再判断降水云团a所处方位、降水云团a向哪个方位移动。若多个降水云团的入侵角度都满足预警条件，则以回波强度(用titan产品的数据)最大的为准，若回波强度一样，以面积最大的为准。其中，雷达回波强度可以通过数据接口访问雷达外推数据，通过算法判断最大雷达反射率是否落在格点周围10km或20km或30km圈。titan产品数据每6分钟更新一次，本预警系统可以每3分钟输出一次预警结果。
[0190]
平台使用人员可以输入目标企业的经纬度，即可自动匹配某个格点的预警结果。
[0191]
为保证预警系统的安全性，黑匣子预警模型可以采用单机配置，保证系统安全隔离运行。系统投入运行后，尽量保持7
×
24小时不间断运行，可以实现暴雨预警产品数据的实时更新，保持系统数据更新可用。系统可支持每分钟输出广东全省0.01*0.01分辨率约50万格点，每个格点暴雨预警产品数据信息并进行海量数据的存储与调用。
[0192]
实施例3
[0193]
一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及，
[0194]
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0195]
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行实施例1的雷暴风险预警方法。
[0196]
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器，该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
[0197]
该处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
[0198]
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
[0199]
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
[0200]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。