数据挖掘在闪电定位资料分析中的应用

摘 要：本文简要介绍了地闪定位系统，探讨数据挖掘技术及其功能介绍，重点列举数据挖掘在闪电定位资料分析中的应用。

关键词：数据挖掘；闪电定位；资料分析；应用

中图分类号：P427.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20171233211

雷电出现的过程中往往伴随大风、强降水、冰雹等强对流天氣，出现时间短、影响范围广、造成损失极大，严重威胁人们生命财产安全。随着各个地区的闪电定位仪数量不断增多，其收集到的闪电定位资料也越来越多，使用传统的方法对这些资料进行分析，很难提取到有价值的信息，严重阻碍防雷减灾管理水平地提升。如何使用科学合理的方法对这些资料进行深层次的分析，正是在多种因素的影响下，数据挖掘技术应运而生。利用数据挖掘技术可以对各地区的闪电定位资料、雷灾分布情况等数据信息进行分析，工作人员可以提前发现潜在的数据信息，并提前将相关的防御工作做好，不断降低雷击造成的人员伤亡和财产损失。

1 地闪定位系统简介

截止到2013年，内蒙古闪电监测定位系统共有23个ADTD电闪定位仪，主要在内蒙古中部、东部地区分布，该闪电监测定位系统中心数据处理站设在呼和浩特市，主要用于气象、航天、航空、通讯、电力、建筑、林业等领域。ADTD闪电定位网由4部分组成：ADTD地闪探测仪、中心数据处理站、用户数据服务网络及图形显示终端。闪电监测定位系统在进行地闪探测定位过程中主要利用闪电回击辐射中的声、光、电磁场特性来监测相关放电参数，记录每个地闪出现时间、位置、强度、陡度、极性等参数信息，之后通过网络通信传送到中心数据处理站交汇处理，该系统可以全天候、长期、连续运行且准确率较高。

2 数据挖掘技术及其功能介绍

从数据库中可以借助机器学习方法挖掘出有用的知识，揭示出2个或者多个事件之间的关系，还能预测未来一段时间内发展情况，为相关的决策提供科学依据。技术和算法、数据和预测模型是数据挖掘的主要要素，可提升决策支持辅助的科学性水平。与传统分析方法相比，数据挖掘中也使用统计分析手段，但解决了常规数理统计问题，同时还找出不同独立事件或现象之间的内在联系，及时发现产生离群数据点原因，通过对大量数据聚类和演变分析，可以很方便地找出潜在数据之间的规律和联系，可以将数据在生产、生活中的价值充分发挥出来。实际上，可以将数据挖掘技术看做是统计分析方法学的延伸和扩展。

3 数据挖掘在闪电定位资料分析中的应用

3.1 使用数据挖掘的必要性

借助于闪电定位仪可以监测到海量的数据信息，仅仅在一个雷暴天气过程中就会有高达数万条数据信息出现，通过对这些数据信息进行分析，可以很容易的提取到隐藏在数据之间的信息和相关性，在提升气象部门防雷减灾管理水平和业务运行方面占据十分重要的地位。利用数据挖掘技术对闪电定位仪观测到的数据进行分析，可将雷电定位资料中蕴藏的深层次信息揭示出来，最大限度降低雷电灾害损失，还能获得良好社会和经济效益。

3.2 数据挖掘在雷电预警决策方面的应用

随着信息化技术快速发展，各种电子电气设备进入日常生产生活中，这些微电子设备极易遭受雷电侵袭，严重影响正常生产、生活和工作，所以提前做好雷电灾害防御工作，可以将雷电灾害损失降到最低，气象部门应借助现代化观测仪器设备将雷电预警工作做好。使用科学、合理方法对闪电定位仪中经纬度、陡度、强度、时间等监测数据信息处理，并根据雷雨云移动路径，借助数据挖掘技术建立相关模型，预测未来一段时间内闪电区域和强度，第一时间向社会大众发布雷电预警信息，方便人们有充足时间做好准备。

3.3 数据挖掘在分析雷暴特征方面的应用

通过关联分析法在海量闪电定位资料中，将小范围作为取值域，找出与经度和纬度数据相似数据，对频繁出现的数值建立关联规则，分析在雷电与该区域的环境、地质、水文、土壤等因素之间的联系；通过聚类方式，将每个取值域单独划分一类，数据相似度较大的归位同一类，数据相异的则划分为不同类，之后组建数据分布模式图，尽快找出雷暴属性在不同值域内的关系；利用时序模式，可以将出现频率较高的区域找出来，进而判断未来时间内雷暴天气运动趋势。还能研究该区域内雷暴天气年代际、年、四季、月及日时间变化规律以及空间分布特征，有利于防雷减灾工作的顺利进行。

3.4 数据挖掘在雷电灾害分析方面的应用

借助闪电定位资料可以提供一系列与雷电灾害相关的资料信息，之后通过关联分析法，判断闪电定位仪监测到的信息是否与雷电出现的时间、位置等信息一致。结合这些数据信息还能调查雷电造成的损失以及该区域内雷击出现的概率，并结合其他手段，分析该区域内该区域出现雷电灾害的原因，找出有针对性雷电灾害防御措施。

参考文献

[1]余蜀豫，任艳，覃彬全.基于模糊数学的重庆地区雷电灾害风险评估方法研究[J].灾害学，2015，30（2）.

作者简介：林伟楠（1992-），女，辽宁省阜新市人，本科，助理工程师，从事雷电防护科学与技术。endprint