CN110806509B - 雷电活动空间特征检测方法和装置 - Google Patents

雷电活动空间特征检测方法和装置 Download PDF

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CN110806509B
CN110806509B CN201911197004.2A CN201911197004A CN110806509B CN 110806509 B CN110806509 B CN 110806509B CN 201911197004 A CN201911197004 A CN 201911197004A CN 110806509 B CN110806509 B CN 110806509B
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Abstract

本申请涉及一种雷电活动空间特征检测方法和装置，该方法包括如下步骤：获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；对所述闪电定位数据进行处理，获得所述目标空间区域的网格参数，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。本发明通过网格法对雷电活动的空间进行划分，并对获取的闪电定位数据进行处理，得出可以表征雷电活动特征的网格参数，借助于网格参数来分析，可以充分的体现出雷电活动的地域演变过程，得出雷电活动的空间特征，为雷暴的实时预警提供辅助，为防灾减灾提供预防依据。

Description

雷电活动空间特征检测方法和装置
技术领域
本申请涉及雷电活动分析技术领域，特别是涉及一种雷电活动空间特征检测方法和装置。
背景技术
雷电是对流活动的产物，是发生于大气中的一种长距离放电现象。它与人类的生活息息相关，是许多地区主要的降水源，更是自然界不可或缺的物理过程。然而，雷电活动带来的灾害也不可忽视，雷暴天气常伴有破坏性雷击、冰雹、下击暴流和龙卷风的发生，严重的雷暴事件可能导致航班延误、电信质量恶化、电力网络损坏等重大的人员和财产损失，对雷电活动的产生机理、发展过程认知和雷暴的实时预警十分重要。目前，借助于现代化探测设备可以探测闪电定位数据，但是传统技术中缺乏具体的雷电空间特征的检测分析手段，不利于人类掌握或了解雷电活动空间分布的特点。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种雷电活动空间特征检测方法和装置，以充分了解雷电活动的空间特征，为雷暴的实时预警提供辅助。
一种雷电活动空间特征检测方法，包括如下步骤：
获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，网格参数用于表征目标空间区域内的雷电活动特征；
根据网格参数确定目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
在一个实施例中，对闪电定位数据进行处理，获得网格参数的过程包括：
对闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度，闪电空间密度是指在设定时间段内目标空间区域的每个网格发生的闪电次数；
通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中，闪电空间邻域内总闪电次数是指闪电空间邻域内各个网格发生的闪电次数的总和。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动的移动速度；
根据网格参数确定目标空间区域内雷电活动的空间特征参数的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动速度：
Figure BDA0002294913510000021
其中，v是指雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；第一设定时间段和第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动的移动方向；根据网格参数确定目标空间区域内雷电活动的移动方向的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure BDA0002294913510000022
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＞0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＜0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；第一设定时间段和第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数还包括雷电活动的影响面积；
雷电活动的影响面积按照如下表达式确定：
S＝n*a2
其中，S为雷电活动的影响面积，n为闪电空间领域内的网格总数，a为网格的边长。
本发明还提供一种雷电活动空间特征检测装置，包括：
数据获取模块，用于获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
网格参数确定模块，用于对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，网格参数用于表征目标空间区域内的雷电活动特征；
空间特征确定模块，根据网格参数确定目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
在一个实施例中，网格参数确定模块包括：
闪电空间密度确定模块，用于对各闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度，闪电空间密度是指在设定时间段内目标空间区域的每个网格发生的闪电次数；
闪电空间邻域确定模块，用于通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
主放电中心确定模块，用于以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中，闪电空间邻域内总闪电次数是指闪电空间邻域内各个网格发生闪电次数的总和。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动移动速度，空间特征确定模块包括：
雷电活动移动速度确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动移动速度：
Figure BDA0002294913510000041
其中，主放电中心是指各网格的几何中心，v是指雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；第一设定时间段和第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动的移动方向，空间特征确定模块包括：
雷电活动移动方向确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure BDA0002294913510000042
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＞0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＜0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；第一设定时间段和第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数还包括雷电活动的影响面积，空间特征确定模块包括；
雷电活动影响面积确定模块，用于按照如下表达式确定雷电活动的影响面积：
S＝n*a2
其中，S为雷电活动的影响面积，n为闪电空间领域内的网格总数，a为网格的边长。
上述雷电活动空间特征检测方法、装置，通过网格法对雷电活动的空间进行划分，并对获取的闪电定位数据进行处理，得出可以表征雷电活动特征的网格参数，例如目标空间区域中闪电次数最多的网格、每一网格内的闪电频次、设定时间段内放电中心坐标等等网格参数，借助于网格参数来分析，可以充分的体现出雷电活动的地域演变过程，得出雷电活动的空间特征，为雷暴的实时预警提供辅助，为防灾减灾提供预防依据。
附图说明
图1为一个实施例中雷电活动空间特征检测方法的应用场景图；
图2为一个实施例中雷电活动空间特征检测方法的流程示意图；
图3为一个实施例中对闪电定位数据进行处理的流程示意图；
图4为一个实施例中八向连通区域的结构示意图；
图5为一个实施例中雷电活动空间特征检测装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的雷电活动空间特征检测方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104通过网络进行通信。其中，服务器104存储有目标空间区域的闪电定位数据，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种雷电活动空间特征方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤202至步骤206：
步骤202，获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
其中，目标空间区域是指需要检测并分析雷电活动的空间区域，目标空间区域按照经纬度可以划分成多个网格。
例如，目标空间区域的经度区间为[112.5，114.5]，纬度区间[22，24]，数值单位均为度。可以按经纬度将该目标空间区域划分成40000个0.01*0.01网格，即，每个网格的边长所对应的经度差值或纬度差值均为0.01度。
借助于现代化探测设备，例如闪电定位仪，可以准确的探测到目标空间区域在不同时间段的闪电定位数据。探测设备探测到的闪电定位数据可以存储于服务器中。例如，某次闪电的经度区间是：
[(112.5+0.01*x),(112.5+0.01*(x+1))]
纬度区间是：
[(22+0.01*y),(22+0.01*(y+1))]
则该次闪电归属的网格其坐标为[x,y]。
设定时间段可以依据分析需求进行设置，例如，设置为12分钟，以12分钟为检测周期采集闪电定位数据，当需要检测分析目标空间区域的雷电活动时，可以从服务器中读取每12分钟内该目标空间区域的闪电定位数据。
步骤204，对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
在获得目标空间区域的闪电定位数据后，通过数据处理技术可获得反映雷电活动特征的网格参数，例如目标空间区域中闪电次数最多的网格、每一网格内的闪电频次、设定时间段内放电中心坐标等网格参数。
步骤206，根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
在获得目标空间区域的网格参数后，通过进一步分析处理可确定目标空间区域内雷电活动的空间特征参数，例如，雷电活动的移动速度、移动方向、影响面积等。
在一个实施例中，参照图3所示，对闪电定位数据进行处理，获得网格参数的过程包括步骤302至步骤306：
步骤302，对闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度；
其中，闪电空间密度是指在设定时间段内目标空间区域的每一个网格中发生的闪电次数，例如12分钟内一个网格中发生的闪电次数。
步骤304，通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
八向连通区域是指从指定网格开始，从该指定网格的左、左上、上、右上、右、右下、下、左下这八个方向进行查找所确定的网格区域。参照图4所示，指定网格wg的八向连通区域即包含左边网格wg1、左上网格wg2、上网格wg3、右上网格wg4、右网格wg5、右下网格wg6、下网格wg7以及左下网格wg8的区域。
其中，指定网格可以是目标空间区域中的任意一个网格，较佳的，可将在设定时间段内目标空间区域中发生闪电次数最多的网格作为指定网格。
若指定网格的八向连通区域中有发生闪电次数大于或等于设定值的网格，则以该网格为新的指定网格，继续寻找新的指定网格的八向连通区域，直到没有新的指定网格，并将寻找到的这些网格汇总形成闪电空间邻域。
在一个实施例中，针对于经度区间为[112.5，114.5]、纬度区间[22，24]的目标空间区域，设定值选择为2。即，通过寻找指定网格的八向连通区域中有发生闪电次数大于或等于2的网格来确定闪电空间邻域。
步骤306，以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占所述闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标。
其中，闪电空间邻域内总闪电次数是指所述闪电空间邻域内各个网格发生的闪电次数的总和。假设闪电空间邻域中的网格总数为n，任意一个网格i发生的闪电次数记为fi，则闪电空间邻域内总闪电次数为(f1+f2+…+fn)。
连通区域内某一网格i的权重为：
Figure BDA0002294913510000071
其中，Pi是指网格i的权重，fi是指网格i发生的闪电次数。
主放电中心坐标包括横坐标和纵坐标，通过加权计算即可确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中主放电中心的横坐标为Clon：
Clon＝(P1*x1+P2*x2+...+Pn*xn)*longitude1
其中，longitude1表示目标空间区域的起始经度，如目标空间区域的经度区间是[112.5，114.5]，则longitude1为112.5；P1表示闪电空间邻域中第1个网格的权重，x1为闪电空间邻域中第1个网格的横坐标；P2表示闪电空间邻域中第2个网格的权重，x2为闪电空间邻域中第2个网格的横坐标；以此类推，Pn表示闪电空间邻域中第n个网格的权重，xn为闪电空间邻域中第n个网格的横坐标。
主放电中心的纵坐标为Clat：
Clat＝(P1*y1+P2*y2+...+Pn*yn)*latitude1
其中，latitude1表示目标空间区域的起始纬度，如目标空间区域的纬度区间是[22，24]，则latitude1为22；P1表示闪电空间邻域中第1个网格的权重，y1为闪电空间邻域中第1个网格的横坐标；P2表示闪电空间邻域中第2个网格的权重，y2为闪电空间邻域中第2个网格的纵坐标；以此类推，Pn表示闪电空间邻域中第n个网格的权重，yn为闪电空间邻域中第n个网格的纵坐标。
若指定网格的八向连通区域中没有发生闪电次数大于或等于设定值的网格，那么指定网格的坐标即为主放电中心坐标。
在一个实施例中，本发明的空间特征参数包括雷电活动的移动速度；根据网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动速度：
Figure BDA0002294913510000081
其中，v是指雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动的移动方向；根据网格参数确定目标空间区域内雷电活动的移动方向的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure BDA0002294913510000091
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＞0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＜0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指闪电与网格所在平面之间的角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，空间特征参数还包括雷电活动的影响面积，雷电活动的影响面积按照如下表达式确定：
S＝n*a2
其中，S为雷电活动的影响面积，n为闪电空间领域内的网格总数，a为网格的边长，例如1.1千米。
上述雷电活动空间特征检测方法，通过网格法对雷电活动的空间进行划分，并对获取的闪电定位数据进行处理，得出可以表征雷电活动特征的网格参数，借助于网格参数来分析，可以充分的体现出雷电活动的地域演变过程，得出雷电活动的空间特征，为雷暴的实时预警提供辅助，为防灾减灾提供预防依据。
应该理解的是，虽然图2-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种雷电活动空间特征检测装置，包括：
数据获取模块502，用于获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
网格参数确定模块504，用于对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
空间特征确定模块506，根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
在一个实施例中，网格参数确定模块包括：
闪电空间密度确定模块，用于对各闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度，所述闪电空间密度是指在所述设定时间段内所述目标空间区域的每一个网格中发生的闪电次数；
闪电空间邻域确定模块，用于通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
主放电中心确定模块，用于以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占所述闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中，所述闪电空间邻域内总闪电次数是指所述闪电空间邻域内各个网格发生闪电次数的总和。
在一个实施例中，空间特征参数包括雷电活动移动速度，空间特征确定模块包括：
雷电活动移动速度确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动移动速度：
Figure BDA0002294913510000101
其中，v是指所述雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，所述空间特征参数包括雷电活动的移动方向，所述空间特征确定模块包括：
雷电活动移动方向确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure BDA0002294913510000111
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＞0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)＞0，且(Clon1-Clon2)＜0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
在一个实施例中，所述空间特征参数还包括雷电活动的影响面积，所述空间特征确定模块包括；
雷电活动影响面积确定模块，用于按照如下表达式确定雷电活动的影响面积：
S＝n*a2
其中，S为所述雷电活动的影响面积，n为所述闪电空间领域内的网格总数，a为网格的边长。
关于雷电活动空间特征检测装置的具体限定可以参见上文中对于雷电活动空间特征检测方法的限定，在此不再赘述。上述雷电活动空间特征检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种雷电活动空间特征检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
处理器在执行计算机程序时还可以实现上述雷电活动空间特征检测方法各实施例中的步骤，在此不予赘述。
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
对闪电定位数据进行处理，获得网格参数，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
可读存储介质中存储的计算机程序被处理器执行时还可以实现上述雷电活动空间特征检测方法各实施例中的步骤，在此不予赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
对所述闪电定位数据进行处理，获得所述目标空间区域的网格参数，所述网格参数包含闪电空间密度、闪电空间邻域以及主放电中心坐标，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
对所述闪电定位数据进行处理，获得所述目标空间区域的网格参数的步骤，包括：
对所述闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度，所述闪电空间密度是指在所述设定时间段内所述目标空间区域的每个网格发生的闪电次数；
通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占所述闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中，所述闪电空间邻域内总闪电次数是指所述闪电空间邻域内各个网格发生的闪电次数的总和；
根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
2.根据权利要求1所述的雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，所述指定网格为设定时间段内目标空间区域中发生闪电次数最多的网格。
3.根据权利要求1所述的雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，还包括：
若所述指定网格的八向连通区域中没有发生闪电次数大于或等于设定值的网络，所述指定网格的坐标即为主放电中心坐标。
4.根据权利要求1所述的雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，所述空间特征参数包括雷电活动的移动速度；
根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动速度：
Figure FDA0003185188900000021
其中，v是指所述雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
5.根据权利要求4所述的雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，所述空间特征参数包括雷电活动的移动方向；根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的移动方向的过程包括：
根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure FDA0003185188900000022
当(Clat1-Clat2)>0，且(Clon1-Clon2)>0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)>0，且(Clon1-Clon2)<0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的雷电活动空间特征检测方法，其特征在于，所述空间特征参数还包括雷电活动的影响面积；
所述雷电活动的影响面积按照如下表达式确定：
S＝n*a2
其中，S为所述雷电活动的影响面积，n为所述闪电空间邻域 内的网格总数，a为网格的边长。
7.一种雷电活动空间特征检测装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取在设定时间段内目标空间区域的闪电定位数据；
网格参数确定模块，用于对所述闪电定位数据进行处理，获得网格参数，所述网格参数包含闪电空间密度、闪电空间邻域以及主放电中心坐标，所述网格参数用于表征所述目标空间区域内的雷电活动特征；
其中，所述网格参数确定模块包括：
闪电空间确定模块，用于对所述闪电定位数据进行处理，确定闪电空间密度，所述闪电空间密度是指在所述设定时间段内所述目标空间区域的每个网格发生的闪电次数；
闪电空间邻域确定模块，用于通过查找指定网格的八向连通区域中发生闪电次数大于或等于设定值的网格，确定闪电空间邻域；
主放电中心确定模块，用于以闪电空间邻域中每个网格发生的闪电次数占所述闪电空间邻域内总闪电次数的比例为权重，通过加权计算确定各个设定时间段内主放电中心坐标，其中，所述闪电空间邻域内总闪电次数是指所述闪电空间邻域内各个网格发生闪电次数的总和；
空间特征确定模块，根据所述网格参数确定所述目标空间区域内雷电活动的空间特征参数。
8.根据权利要求7所述的雷电活动空间特征检测装置，其特征在于，所述空间特征参数包括雷电活动移动速度，所述空间特征确定模块包括：
雷电活动移动速度确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动移动速度：
Figure FDA0003185188900000031
其中，v是指所述雷电活动的移动速度，Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
9.根据权利要求8所述的雷电活动空间特征检测装置，其特征在于，所述空间特征参数包括雷电活动的移动方向，所述空间特征确定模块包括：
雷电活动移动方向确定模块，用于根据第一设定时间段内的主放电中心坐标和第二设定时间段内的主放电中心坐标，按照如下表达式确定雷电活动的移动方向：
Figure FDA0003185188900000041
当(Clat1-Clat2)>0，且(Clon1-Clon2)>0时；
Ang＝ang+180
当(Clat1-Clat2)>0，且(Clon1-Clon2)<0时；
Ang＝ang+360
其中，Ang用于反映雷电活动的移动方向，ang是指角度值；Clon1是指第一设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat1是指第一设定时间段内主放电中心的纵坐标；Clon2是指第二设定时间段内主放电中心的横坐标，Clat2是指第二设定时间段内主放电中心的纵坐标；所述第一设定时间段和所述第二设定时间段为相邻的两个设定时间段。
10.根据权利要求7至9中任意一项所述的雷电活动空间特征检测装置，其特征在于，所述空间特征参数还包括雷电活动的影响面积，所述空间特征确定模块包括；
雷电活动影响面积确定模块，用于按照如下表达式确定雷电活动的影响面积：
S＝n*a2
其中，S为所述雷电活动的影响面积，n为所述闪电空间邻域 内的网格总数，a为网格的边长。
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