雷电与用电安全结课论文

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1、雷电与用电安全——基于空间信息技术来监测雷电及防治灾害院系名称：国际软件学院专业名称：空间信息与数字技术专业姓名：王代银学号：2011302660051摘要：雷电是自然界中由于电场击穿空气而发生的伴有闪电和雷鸣的一种放电现象，是一种能引起严重灾害的自然现象。雷电灾害是一种严重的气象灾害,不仅能造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路、通信设备等受损,而且还能诱发火灾和爆炸事故,严重威胁人类生命和财产的安全。而且，雷电具有发生时间很短、频率高和影响范围广等特点。对雷电进行有效的监测、预测和研究具有十

2、分重要的社会、经济和科学价值。那可不可以通过空间信息技术得以监测雷电产生及其危害程度？如何利用空间信息技术来获取与雷电有关的空间信息来监测雷电及雷电灾害情况？如何利用和根据空间信息及其数据有效地防治雷电灾害？空间信息是反映地理实体空间分布特征的信息。空间分布特征包括实体的位置、形状及实体间的空间关系、区域空间结构等。通过空间信息技术中的空间数据采集技术（GIS、GPS、RS技术等）可进行有效的雷电监测和为雷电活动规律分析提供大量的相关数据，并可监测到并获取雷电灾害情况等信息，这对雷电灾害的预测预警

3、和防灾减灾工作有重要意义。文章主要介绍了雷电产生的机理、雷电造成的严重影响、与雷电相关的空间信息技术及空间数据获取、雷电灾害监测和处理、雷电灾害的防治。关键词：雷电、雷电灾害、空间信息（空间数据）、空间信息技术、雷电监测和预防、防雷措施正文：雷电是自然界中由于电场击穿空气而发生的伴有闪电和雷鸣的一种放电现象。一次放电过程一般持续时间为几秒至一百多秒之间，是发生在自然大气中的瞬间放电过程。人们见到的雷电一般产自雷雨云中,在天空中呈现一种多分叉的形状,长达几千米到几十千米。雷电产生的原因是由于雷暴云中

4、强烈的上升和下沉气流的对流运动,使云中随机分布的正负电荷呈现有序排列的结构,在云中形成许多正电荷区和负电荷区。当雷暴云中部分区域积累了足够强的正(负)电荷,使得空间或地面某处的电场强度达到了击穿大气的值,则产生雷击。雷电灾害是一种严重的自然灾害,不仅造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路和通信设备等受损,而且雷电诱发的火灾和爆炸事故也十分严重,严重威胁人类生命财产的安全。常遭受雷电影响的领域包括建筑、电网、通讯、林业、交通、军事设施等,尤其对现在广泛使用的微电子、信息网络、无线通信设备和家用电器

5、等,遭受雷击并造成重大损失的可能性愈来愈大[1]。近年来全球每年因雷电造成的经济损失高达几十亿美元,伤亡人数1万多人。据不完全统计,我国每年因雷电灾害造成人员伤亡达3000～4000人,财产损失在50～100亿元人民币[2]。雷电灾害已被联合国国际减灾十年委员会列为“最严重的十种自然灾害之一”,被中国国防电工委员会称为“电子时代的一大公害”。雷电引发灾害的主要原因,在于雷放电过程中巨大的电能在短时间内转变成热能、机械能,并产生各种物理效应和作用,从而导致各种灾害性的后果。雷电的产生是目前人类难以控

6、制和阻止的,雷电灾害与其它自然灾害相比，具有发生时间很短、发生频率高、破坏力不可预知和影响范围广等特点。雷电的出现伴随着电场和磁场的强烈突变，因此这些电场和磁场突变也是表面即将产生雷电的独特信号。一般在雷电出现前，人们往往可以看到雷雨云的存在。此外，雷电出现的时间和空间对雷电告警是有重要意义的。令人惊叹的是，虽然有价值的资料俯拾即是，但能利用的数据却不可多得。一次接一次的连续闪电，其发电位置是各不相同的——有一种显然不规则的式样——这是任何细心的雷电观察员和研究者所熟知的[3]。但如何及时准确获取

7、雷电发电位置及对其数据进行分析，这便就属于空间信息技术的范畴了。空间信息是反映地理实体空间分布特征的信息。空间信息代表着现实世界地理实体或者现象在信息世界中的映射。一般意义上，空间数据就等同于空间信息。空间数据指以地球表面空间位置为参照的自然、社会、人文、经济数据。简单地讲，地球上存在或者发生的一切都有其特地的空间数据。自然，雷电、雷电产生预警、雷电灾害及其预测预防也有其独特的空间数据。因此，尽量获取与雷电相关的这独特的空间数据对于预测雷电的产生、雷电灾害的预测预警和防灾减灾工作有着十分重要的意义

8、。人类社会正在向信息社会迈进，作为信息技术主要组成部分的空间信息技术，在过去的几十年中，以地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）和全球定位系统技术（GPS）为代表，已在国家经济建设、安全建设的诸多领域发挥了重要的作用。空间数据的主要来源有：地图数字化、实测数据、实验数据、遥感与GPS数据、理论推测与估算数据、历史数据、统计普查数据、集成数据等[4]。以获取雷电方面空间数据而言，就有通过雷电高速摄影拍摄得到雷电长度、宽度、存在时间等实测数据，通过火箭引雷实验获得雷电相关实验数据、通