CN111930866B - 基于格网的分层热预警实时发布和显示方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于格网的分层热预警实时发布和显示方法、系统及设备。采集全国1°*1°格网的实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级。本发明的技术方案，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及气象要素制图技术，尤其涉及基于格网的分层热预警实时发布和显示方法、系统及设备。
背景技术
气候变化造成了高频率以及大范围的极端天气事件，如高温热浪。高温热浪不仅会对人体健康造成不利影响，还会对交通、建筑、农业及旅游等行业带来重大影响。因此及时和精准的热预警等级确定具有重要的科学意义和现实意义。
世界很多国家都开展了高温热浪预警的相关研究，不同国家和地区都分别规定了不同的高温热浪定义标准。如世界气象组织建议日最高气温高于32℃且持续3天以上的天气过程为热浪；荷兰皇家气象研究所认为日最高气温高于25℃且持续5天以上(其间至少有3天高于30℃)的天气过程为热浪。
高温会对人体健康造成不利影响，如果高温同时伴随着环境中湿度较大，人体汗液蒸发会变慢，更不利于体热的扩散，进而加剧高温对人体带来的不利影响。另外，高温和高湿的环境可能会增加人体的血液粘稠度、心输出量，进而引起脱水、低血压、或表层血循环增加。这些都有可能诱发或加重原有的健康问题。基于上述考虑，美国国家气象局在综合考虑了气温和相对湿度的情况下，依据热浪指数发布高温警报，当热浪指数预计连续两天有3小时超过41℃或者预计在任一时间超过46.5℃，则发布高温热浪预警。
我国目前仍然是根据单一的气温指标发布热预警，将日极端最高气温分为3个等级：≥35℃、≥38℃和≥40℃。连续出现3天≥35℃或连续2天出现≥35℃并1天≥38℃定义为一次高温过程，连续出现8天≥35℃或连续3天≥38℃定义为强高温过程。
但是上述热预警方案只考虑了单一的气温指标，没有同时考虑相对湿度对体感温度的影响，并且我国气候条件多样，不同地区温度和相对湿度差异极大，现有技术没有一套更准确进行热预警发布和显示的方法和系统。
发明内容
本发明实施例提供了基于格网的分层热预警实时发布和显示方法、系统及设备，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法，该方法包括：
S101、采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
S102、基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
S103、依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，包括：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于格网的分层热预警实时发布和显示系统，该系统包括：
数据采集及显示模块，用于采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
热指数计算模块，用于基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
等级确定及发布模块，用于依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，等级确定及发布模块，具体用于：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所述的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法。
本发明实施例提供了基于格网的分层热预警实时发布和显示方法、系统及设备，首先采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层，然后基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层，最后依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性，进而医疗机构、急救中心或者个人可以提前做好应对措施，减少因极端高温带来的伤害。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法的流程图；
图2A为本发明实施例二提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法的流程图；
图2B为本发明实施例二提供的方法中不同温度和相对湿度的热预警等级示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示系统；
图4为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法的流程图，本实施例可适用于对我国任意地区进行热预警发布和显示的情况。本实施例提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法可以由本发明实施例提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示系统来执行，该系统可以通过软件和/或硬件的方式实现。
参考图1，该方法包括但不限于如下步骤：
S101、采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层。
其中，1°*1°格网可以由对全国各地区按照规则进行划分后形成；相对湿度是指某湿空气中所含水蒸气的质量与同温度和气压下饱和空气中所含水蒸气的质量之比，该比值用百分数表示。
由于在高温情况下，当相对湿度增加后，人体真正感受到的温度会超过实际温度，也就是说气温和相对湿度与热预警等级息息相关，那么为了能够准确的对热预警进行发布和显示，对于全国每个1°*1°格网，首先需要获取每个格网的实时气温和相对湿度。考虑到气温和相对湿度会随着时间而发生变化，此时可以使用八爪鱼采集器，设置扫描间隔为5分钟，不间断的从“国家气象科学数据中心”网站采集全国1°*1°格网的实时气温和相对湿度数据。另外，还可以使用数据仓库技术工具、Flume工具及Kafka工具等来进行气温和相对湿度数据的采集，本实施例对此不做具体限制。
进一步的，在采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据时，还可以采集全国1°*1°格网实时的经度、纬度、日期和时间等信息，为了更好的对采集到的信息进行存储，建立一个第一数据库Database表，将采集到的实时的经度、纬度、日期、时间、气温和相对湿度分别存储在该第一Database表中的“Lon”、“Lat”、“Date”、“Time”、“MaxTemp”和“RH”字段下。
表1第一Database表内各个字段的属性信息
本实施例通过上表1对该第一Database表内各个字段的属性信息进行说明。
更进一步的，在建立好第一Database表之后，可以通过坐标转换将第一Database表中每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，从而可以在地图上建立气温图层和相对湿度图层，能够更好的展示给用户，方便用户查看。
另外，由于全国1°*1°格网中包含了很多1°*1°的格网，为了对每个1°*1°格网进行区分，可以对每个1°*1°格网进行编号，将不同1°*1°格网的格网编号存储在第一Database表中对应的“ID”字段下。
S102、基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层。
其中，历史平均相对湿度对应于每个格网，具体可理解为对该格网中最近三年的逐日平均相对湿度求取平均值后得到的数据；热指数是指高温时，当相对湿度增加后，热体真正感受到的温度会超过实际温度，也就是体感温度。
由于热预警发布和显示与热指数的值有关，每个格网的实时热指数值的计算公式与其所处的不同分层有关，因此进行实时热指数的计算就要先对所有格网进行分层划分。那么根据全国所有1°*1°格网的历史平均相对湿度，可以对所有格网进行分层划分，在分好层之后，针对不同分层使用相匹配的公式计算就可确定各分层中每个格网的实时热指数值，根据计算好的实时热指数值就可以在地图上建立相应的热指数图层，以便后续在热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级。
在确定每个格网的实时热指数值之后，可以将确定好的每个格网的实时热指数值存储在第一Database表中对应的“HeatIndex”字段下。
可选的，全国所有1°*1°格网可以被划分为两个分层；将实时相对湿度小于或等于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第一分层；将实时相对湿度大于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第二分层。
具体的，在对全国所有1°*1°格网分层时，可以将历史平均相对湿度作为依据，如果格网的实时相对湿度小于或等于所对应格网的历史平均相对湿度，那么就将对应的格网作为第一分层；如果实时相对湿度大于所对应格网的历史平均相对湿度，那么就将对应的格网作为第二分层。
进一步的，第一分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RH0)+32 RHi≤RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
具体的，如果实时相对湿度小于或等于对应格网的历史平均相对湿度，在计算该格网的实时热指数值时，就使用历史平均相对湿度来体现相对湿度对热指数的影响。
进一步的，第二分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RHi)+32 RHi＞RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
具体的，如果实时相对湿度大于对应格网的历史平均相对湿度，在计算该格网的实时热指数值时，就使用实时相对湿度来体现相对湿度对热指数的影响，即不同相对湿度对热指数的影响不同。
S103、依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级。
其中，依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，包括：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域。
其中，热预警等级标准是技术人员已经预先确定好的热预警等级标准表格，表格中展示了不同的热预警等级对应的热指数范围，以及热预警颜色等信息。
由于不同的格网对应的热预警等级标准不同，在确定了每个格网的实时热指数值之后，在与每个格网对应的预先形成的热预警等级标准中，找到每个格网的实时热指数值对应的热指数范围，就可以确定出每个格网的热预警等级。在确定了每个格网的热预警等级之后，可以将确定好的每个格网的热预警等级存储在第一Database表中对应的“HeatLevel”字段下。
本实施例通过下表2对该热预警等级标准进行说明。
表2热预警等级标准
此时，对于每个格网，如果格网的实时热指数值处于热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，说明此时的温度人们是可以接受的，则确定热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；如果格网的实时热指数值处于热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，说明格网对应的地区处于低风险温度，则确定热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示格网为低风险区域；如果格网的实时热指数值处于热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，说明此时的气温可能会对人体产生危害，格网对应的地区处于危险温度，则确定热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示格网为危险区域；如果格网的实时热指数值处于热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，说明此时的气温可能会对人体产生高危害，格网对应的地区处于高危险温度，则确定热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示格网为高危险区域。
本实施例提供的技术方案，首先采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层，然后基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层，最后依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性，进而医疗机构、急救中心或者个人可以提前做好应对措施，减少因极端高温带来的伤害。
实施例二
图2A为本发明实施例二提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法的流程图。本发明实施例是在上述实施例的基础上进行优化。可选的，本实施例对热预警等级标准的形成过程进行详细的解释说明。
参见图2A，本实施例的方法包括但不限于如下步骤：
S201、采集全国1°*1°格网在指定年限内的历史逐日最高气温和相对湿度数据。
其中，指定年限可以为技术人员预先设定的，本实施例的指定年限为近三年(即在今年之前最近的三年)，也可以取近两年或者近四年等等。
为了计算每个格网历史逐日热指数值，需要采集全国1°*1°格网在指定年限内的历史逐日最高气温和相对湿度数据，以今年为例，就是要确定2017-2019这三年内的历史逐日最高气温和相对湿度数据。此时，可以从“国家气象科学数据中心”网站下载2017-2019这三年来全国每个1°*1°格网的历史逐日最高气温及历史逐日相对湿度数据，同时还可以采集经度、纬度、日期等数据(这些采集到的数据统称为历史数据)。
表3第三Database表内各个字段的属性信息
此时，可以建立一个第三Database表，将2017-2019这三年内的格网编号、经度、纬度、日期、历史逐日最高气温和历史逐日相对湿度分别存储在该第三Database表中的“ID”、“Lon”、“Lat”、“Date”、“MaxTemp”和“RH”字段下。本实施例通过上表3对该第三Database表内各个字段的属性信息进行说明。
S202、基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值。
为了获取每个格网历史逐日热指数分布直方图，需要计算出每个格网历史逐日热指数值，又因为每个格网历史逐日热指数值的计算公式与分层规则有关，所以要根据分层规则和采集到的历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值。
在确定了每个格网历史逐日热指数值之后，可以将确定好的每个格网历史逐日热指数值存储在第三Database表中对应的“HeatIndex”字段下。
S203、显示包含每个格网历史逐日热指数值分布直方图，并提取90th、95th和97.5th分位数热指数值作为高温预警值，形成基于热指数值的热预警等级标准。
在计算出每个格网历史逐日热指数值之后，就可以得到包含每个格网历史逐日热指数值分布直方图，考虑到一年之中最热的时候是在“三伏”，即阳历七月中旬到八月中旬，会有三十天到四十天左右，占一年总天数的8.2％-10.9％，在“三伏”中，会有十天左右是特别热的时候，占一年总天数的2.7％，可能会对人体产生高危害的，那么根据每个格网历史逐日热指数值分布直方图，可以提取每个格网90th、95th和97.5th分位数热指数值作为高温预警值。然后根据高温预警值，可以形成基于热指数值的热预警等级标准。
此时，可以通过建立一个第四Database表，将指定年限内的格网编号、经度、纬度、年份、90th分位数热指数值、95th分位数热指数值和97.5th分位数热指数值分别存储在第四Database表中的“ID”、“Lon”、“Lat”、“Date”、“P90”、“P95”和“P975”字段下。
本实施例通过下表4对该第四Database表内各个字段的属性信息进行说明。
表4第四Database表内各个字段的属性信息
可选的，基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值，可以具体包括：
基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分；对不同分层中的每个格网，使用相匹配的公式结合相应的历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算各分层中每个格网的历史逐日热指数值。
具体的，由于热预警发布和显示与热指数的值有关，每个格网的历史逐日热指数值的计算公式与不同的分层有关，此时就要先将所有格网进行分层划分。在将所有格网进行分层划分时需要计算全国所有1°*1°格网的历史平均相对湿度，此时可以使用采集到的全国所有1°*1°格网在指定年限内的历史逐日相对湿度数据，计算全国所有1°*1°格网在指定年限内的历史逐日相对湿度数据的平均值，就是历史平均相对湿度。那么根据全国所有1°*1°格网的历史平均相对湿度，可以将所有格网进行分层划分，在分好层之后，针对不同分层使用相匹配的公式结合每个格网的历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网的历史逐日热指数值。
此时，可以将计算好的历史平均相对湿度存储在第四Database表内的“RH”字段下。
S204、采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层。
S205、基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层。
S206、依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级。
进一步的，通过对全国所有1°*1°格网进行热预警等级确定，将每个格网的热预警等级存于第一Database表的HeatLevel字段之后，可以实时发布全国1°*1°格网热预警等级。即当实时热指数值处于该格网历史逐日热指数值的[0th,90th]范围时，HeatLevel字段赋值“0”，表示该地区处于安全温度，不需要进行热预警；当实时热指数值处于该格网历史逐日热指数值的(90th,95th)范围时，HeatLevel字段赋值“1”，表示该地区处于低风险温度，发布一级黄色预警；当当实时热指数值处于该格网历史逐日热指数值的[95th,97.5th)范围时，HeatLevel字段赋值“2”，表示该地区处于危险温度，发布二级橙色预警；当实时热指数值大于或等于该格网历史逐日热指数值的97.5th时，HeatLevel字段赋值“3”，表示该地区处于高危险温度，发布三级红色预警。
示例性的，图2B为本发明实施例二提供的方法中不同温度和相对湿度的热预警等级示意图，图中横坐标代表实时气温，纵坐标代表实时相对湿度，方框里的数字代表不同温度和相对湿度计算出的热指数值(对计算得到的热指数值执行了取整操作)，不同的灰度代表不同的热预警等级。此处，假设该地区的历史平均相对湿度为53％，90th分位数对应的热指数值为81℃，95th分位数对应的热指数值为91℃；97.5th分位数对应的热指数值为95℃。
本实施例提供的技术方案，首先采集全国1°*1°格网在指定年限内的历史逐日最高气温和相对湿度数据，接着基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值，显示包含每个格网历史逐日热指数分布直方图，并提取90th、95th和97.5th分位数热指数值作为高温预警值，形成基于热指数值的热预警等级标准，然后采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层，基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层，最后依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性，进而医疗机构、急救中心或者个人可以提前做好应对措施，减少因极端高温带来的伤害。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种基于格网的分层热预警实时发布和显示系统，如图3所示，该系统可以包括：
数据采集及显示模块301，用于采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
热指数计算模块302，用于基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
等级确定及发布模块303，用于依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，等级确定及发布模块303，具体用于：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域。
本实施例提供的技术方案，首先采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层，然后基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层，最后依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，考虑了气温和相对湿度对热指数值的影响，提高了热预警发布和显示的准确性，进而医疗机构、急救中心或者个人可以提前做好应对措施，减少因极端高温带来的伤害。
进一步的，上述基于格网的分层热预警实时发布和显示系统，还可以包括：
采集数据模块，用于采集全国1°*1°格网在指定年限内的历史逐日最高气温和相对湿度数据；
计算热值数值模块，用于基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值；
形成热预警等级标准模块，用于显示包含每个格网历史逐日热指数值分布直方图，并提取90th、95th和97.5th分位数热指数值作为高温预警值，形成基于热指数值的热预警等级标准。
进一步的，上述计算热值数值模块，可以具体用于：
基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分；
对不同分层中的每个格网，使用相匹配的公式结合相应的历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算各分层中每个格网的历史逐日热指数值。
进一步的，全国所有1°*1°格网被划分为两个分层；将实时相对湿度小于或等于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第一分层；将实时相对湿度大于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第二分层。
进一步的，所述第一分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RH0)+32 RHi≤RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
进一步的，所述第二分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RHi)+32 RHi＞RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
本实施例提供的基于格网的分层热预警实时发布和显示系统可适用于上述任意实施例提供的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图，如图4所示，该电子设备可以作为本发明上述所提供基于格网的分层热预警实时发布和显示系统的执行载体，具体可以包括处理器401、存储装置402和通信装置403；电子设备中处理器401的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器401为例；电子设备中的处理器401、存储装置402和通信装置403可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储装置402作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的热预警等级确定方法对应的模块(例如，用于基于格网的分层热预警实时发布和显示系统中的数据采集及显示模块301、热指数计算模块302和等级确定及发布模块303)。处理器401通过运行存储在存储装置402中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的热预警等级确定方法。
存储装置402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置402可进一步包括相对于处理器402远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
通信装置403，用于实现服务器之间的网络连接或者移动数据连接。
本实施例提供的一种电子设备可用于执行上述任意实施例提供的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例中的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法，该方法具体包括：
S101、采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
S102、基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
S103、依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，包括：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述基于格网的分层热预警实时发布和显示系统的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于格网的分层热预警实时发布和显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、采集全国1°*1°格网的实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
S102、基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
S103、依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级，包括：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域；
全国所有1°*1°格网被划分为两个分层；
将实时相对湿度小于或等于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第一分层；
将实时相对湿度大于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第二分层；
其中，所述第一分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RH0)+32 RHi≤RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％；
其中，所述第二分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RHi)+32 RHi＞RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
2.根据权利要求1所述的发布和显示方法，其特征在于，还包括：
采集全国1°*1°格网在指定年限内的历史逐日最高气温和相对湿度数据；
基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值；
显示包含每个格网历史逐日热指数值分布直方图，并提取90th、95th和97.5th分位数热指数值作为高温预警值，形成基于热指数值的热预警等级标准。
3.根据权利要求2所述的发布和显示方法，其特征在于，基于分层规则结合历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算每个格网历史逐日热指数值，包括：
基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分；
对不同分层中的每个格网，使用相匹配的公式结合相应的历史逐日最高气温和相对湿度数据，计算各分层中每个格网的历史逐日热指数值。
4.一种基于格网的分层热预警实时发布和显示系统，其特征在于，包括：
数据采集及显示模块，用于采集全国1°*1°格网实时气温和相对湿度数据，并通过坐标转换将每个格网的定位信息显示到ArcGIS地图中，在地图上建立气温图层和相对湿度图层；
热指数计算模块，用于基于全国所有1°*1°格网分别对应的历史平均相对湿度，将所有格网进行分层划分，并对处于不同分层的每个格网使用相匹配公式计算相应的实时热指数值，以在地图上根据各所述实时热指数值建立热指数图层；
等级确定及发布模块，用于依据每个格网的实时热指数值以及预先形成的热预警等级标准，在所述热指数图层上实时发布和显示全国1°*1°格网热预警等级；
其中，等级确定及发布模块，具体用于：
对于每个格网，如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[0th，90th]的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为不预警，并以绿色来显示所述格网为安全区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中(90th，95th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为一级预警，并以黄色来预警显示所述格网为低风险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中[95th，97.5th)的分位数热指数范围，则确定所述热预警等级为二级预警，并以橙色来预警显示所述格网为危险区域；
如果所述格网的实时热指数值处于所述热预警等级标准中大于或等于97.5th的高温预警值，则确定所述热预警等级为三级预警，并以红色来预警显示所述格网为高危险区域；
全国所有1°*1°格网被划分为两个分层；
将实时相对湿度小于或等于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第一分层；
将实时相对湿度大于所对应格网的历史平均相对湿度的作为第二分层；
其中，所述第一分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RH0)+32 RHi≤RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％；
其中，所述第二分层对应的热指数值计算公式为：
HIi＝1.8Ti-0.55*(1.8Ti-26)*(1-RHi)+32 RHi＞RH0
其中，HIi表示第i个格网的实时热指数值，单位为℃，Ti代表第i个格网的实时气温，单位为℃，RH0代表每个格网的历史平均相对湿度，单位为％；RHi代表第i个格网的实时相对湿度，单位为％。
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的基于格网的分层热预警实时发布和显示方法。
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