gis組件技術(shù)在人工影響天氣作業(yè)管理中的應(yīng)用

1、第 2 7卷 第 3期 2 0 1 0年 9月黑 龍 江 氣 象 H E I L ONG J I ANGME T E OROL OG Y V o 1 ． 2 7N o ． 3S e p t ． 2 0 1 0文章編號(hào) ： 1 0 0 2 — 2 5 2 X ( 2 0 10 1 0 3 — 0 0 3 9 - 0 2GI S組 I ~ - 技 術(shù) 在 人 工 影 響 天 氣 作 業(yè) 管 理 中 的 應(yīng) 用 齊貴濱 ( 黑 龍 江 省 人

2、 工 影 響 天 氣 辦公 室 ， 黑龍 江 哈 爾濱 1 5 0 0 3 0 )摘 要 ： 本文使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 V B 6 ． 0 ， 選用 Ma p l n f o公司發(fā)布 的地理 信息系統(tǒng)組件 Ma p X5 ． 0 ． 運(yùn) 用 G I S組件式技術(shù)開發(fā)黑龍江省人工影響天氣作業(yè)地 面安全信息 系統(tǒng) 。文中闡述 了本系統(tǒng) 的功 能 、 總體結(jié)構(gòu) 和實(shí)現(xiàn)方法 。關(guān)鍵詞 ： G I S ； 人工影響天氣 ； 安全 1引言 近 年 來(lái)

3、． 我 國(guó) 的 人 工 影 響 天氣 作 業(yè) 規(guī) 模 呈 現(xiàn)逐 年 增 長(zhǎng) 的趨 勢(shì) 。 此項(xiàng)工作在減輕冰雹災(zāi)害 、 增加糧食產(chǎn)量 、 增加水庫(kù)蓄水 、撲滅深林火災(zāi)等方 面發(fā)揮 了積極地作用 。黑龍江作 為人 影大 ?。?擁有干部以上裝備 ， 數(shù)量居全國(guó)首位。由于作業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò) 大也 帶 來(lái) 的一 些 安 全 隱 患 。 如 航 路 下 作 業(yè)點(diǎn) 設(shè)置 和 簡(jiǎn) 略 的 安 全 射界圖。 近年來(lái)不 斷增加的火箭移動(dòng)作業(yè)使傳統(tǒng)的射界圖制作

4、理念 步 入 困境 。根 據(jù)人 工 影 響 天 氣 地 面作 業(yè) 的特 點(diǎn) ， 作 業(yè) 安 全 區(qū) 域 范 圍在 空 間上 呈現(xiàn) 點(diǎn) ( 作業(yè) 點(diǎn) ) 、 線 ( 航 線 ) 、 面 ( 空域 分 區(qū) ) 分 布 ， 相 互 問(wèn) 存 在 地 理和 邏 輯 上 的關(guān) 系 。因此 使 用 計(jì)算 機(jī) 和 G I S技 術(shù) 能夠 有 效地實(shí)現(xiàn)對(duì)這些作業(yè) 站點(diǎn)空 間信息的管理 ， 為固定和移動(dòng)式人 影作業(yè)提供安全信息 。 保證人工影 響天氣作業(yè)安

5、全 。2 地理 信 息 系統(tǒng) ( 1 )地理 信息 系統(tǒng) G I S ( G E O G R A P H I CI N F O R M A T I O NS Y Sr E M) 是處理地理空間信息的系統(tǒng) 。 地理信息是指直接或間 接 與地 球 上 的空 間 位 置有 關(guān) 的信 息 。G I S系統(tǒng) 將 地理 對(duì) 象 的 空 間位置和相關(guān)屬性結(jié)合 。 從空 問(wèn)和屬性兩方面對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象進(jìn)行 查詢 、 檢索和分析 。 并將結(jié)果 以形象 、 直觀

6、 的形 式表達(dá)出來(lái) 。 輔 助用戶決策。 地理信息系統(tǒng)根據(jù)其 內(nèi)容可分為應(yīng)用型地理信息 系統(tǒng)和工具 型地理信息系統(tǒng) 。 本文介紹的內(nèi)容屬于應(yīng)用型地理 信息 開 發(fā) 。f 2 ) 組件式地理信息 系統(tǒng) 。 組件式 G I S只需實(shí)現(xiàn) G I S的基本 功 能 函 數(shù) ， 按 照 組 件 標(biāo) 準(zhǔn)開 發(fā) 接 口 。這 有利 于減 輕 G I S軟件 開 發(fā) 者 的 負(fù)擔(dān) ，而且 增 強(qiáng) 了 G I S軟 件 的可 擴(kuò) 展 性 。G I S 應(yīng)

7、 用開 發(fā) 者 ， 不 必 掌 握 專 門 的 G I S開 發(fā) 語(yǔ) 言 ， 只 需 熟 悉 基 于 WI N D O WS平 臺(tái)的 通用 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境 ，以及 組 件 式 G I S各 個(gè)控 件 的 屬性 、方 法 和事 件 ， 就 可 以 完成 應(yīng) 用 系統(tǒng) 的開 發(fā) 和集 成 。( 3 ) 開 發(fā) 工具 。 本 系統(tǒng) 在 G I S的 多 種開 發(fā) 方 式 當(dāng) 中 ， 選擇 了基 于 G I S組件 的集成二 次開發(fā)方

8、法 。 G I S組 件選 用 M A P I N F O公司 MA P X組件 ， 高級(jí)語(yǔ)言選用 V B 6 ． 0 。3 系統(tǒng) 功 能 人 影 作 業(yè) 管 理 G I S適 用 于人 工 影 響 天 氣 作 業(yè) 安 全 管 理 工 作 ， 主 要 應(yīng)用 于空 中航 線 、 空域 管 制 范 圍 、 有 效 射 程 內(nèi) 居 民 區(qū)分 布 、 裝 備 狀 況 等信 息 的顯 示 和 維 護(hù) ， 同時(shí) 具有 分 析 和 統(tǒng) 計(jì) 功 能 。

9、人 工影 響天 氣 作 業(yè) 站 點(diǎn)在 地 理 上 分 布 具 有廣 泛 性 ． 作 業(yè) 時(shí) 彈丸 落點(diǎn)隨著裝備跟蹤 目標(biāo) 云體變化叉呈現(xiàn)出不確定性 ， 以往采用 的方法對(duì)這些信息顯示具有局限性。 為了實(shí)現(xiàn)用統(tǒng)一的界面和 方式顯示全省人影作業(yè)安全信息 ， 設(shè)計(jì) 了黑龍江省人工影響天 氣 作 業(yè) 地 面 信息 安 全 管理 系統(tǒng) 。該 系統(tǒng) 的 主要 功能 如 下 ：( 1 )能夠 在 全 省 范 圍 內(nèi)分 層 創(chuàng) 建 固定 作 業(yè) 點(diǎn) 、

10、移 動(dòng) 作業(yè) 點(diǎn) 、 混合 作 業(yè) 點(diǎn) 、 作 業(yè) 點(diǎn) 緩 沖 區(qū) 、 飛 行 航 線 、 航 路 、 空 域 管 制 范 圍 和空 域 分 區(qū) 的平 面 地 圖 。( 2 )能夠在地圖上完成對(duì)所轄行政范圍內(nèi)作業(yè)站點(diǎn)、 裝備等 的顯示 、 維 護(hù)和 查詢 ( 3 )實(shí)現(xiàn) 對(duì) 全 市 范 圍 內(nèi)裝 備 的定 位 、 統(tǒng) 計(jì) 和分 析 。( 4 )能 夠 對(duì)指 定 站 點(diǎn) 的 緩 沖 區(qū) ( 有 效 射 程 ) 計(jì) 算 ， 繪 制 詳 細(xì)

11、的 居 民 區(qū)分 布 射 界 圖 ?！? 5 )打 印輸 出 圖形 和 屬 性 信 息 ， 可 以通 過(guò) 面 積 圖 、 直 方 圖 、折線圖、 餅圖、 x — Y圖等專題 圖來(lái)形象直觀的表述信息。4 系統(tǒng) 總 體 結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)使用 Ma p l n f o 軟件繪制 圖形和錄人地理信息 ?；A(chǔ) 數(shù)據(jù)采用黑龍江省氣象局 提供 的黑龍江省 l ： 5萬(wàn)地理信息數(shù) 據(jù) ，結(jié)合使用 中國(guó)氣象局配發(fā) 的 Mi c a p s 系統(tǒng) 中的地理信息

12、數(shù) 據(jù) 。采用 Ma p l n f o公司的組件 M a p X 5 ． 0作為地理信息數(shù)據(jù)的操 作平臺(tái) ， 顯示 、 維護(hù)和管理地理信息 。 使用 V B 6 ． 0語(yǔ)言完成用戶界 面 設(shè) 計(jì) ， 通 過(guò) A D O控 件 連 接數(shù) 據(jù) 庫(kù) 實(shí)現(xiàn) 屬 性 數(shù) 據(jù)管 理 。( 1 ) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 設(shè)計(jì) 。 該 系統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù)分 為地 理 空 間 數(shù) 據(jù) 和屬 性 數(shù) 據(jù) 。 地理 空 間數(shù) 據(jù) 包 括 作 業(yè) 站 點(diǎn) 、 緩 沖 區(qū)

13、 、 航 線 、 空 域 管 理 區(qū) 域 和 居 住 區(qū) 等數(shù) 據(jù) 。屬 性 數(shù) 據(jù)是 作 業(yè) 站 點(diǎn) 的 屬 性信 息 ： 如裝 備 類型 、 生產(chǎn) 日期 、 使用許可證編號(hào)等 。 用 圖層表來(lái)存儲(chǔ)與地理信 息有關(guān) 的數(shù)據(jù) ， 這樣 有利 于地理信息與地 圖對(duì)象 的連接 ． 用關(guān) 收 稿 E l 期 ： 2 0 1 0 — 6 — 6作者簡(jiǎn)介 ： 齊貴濱( 1 9 5 2 一 ) ， 男 ， 黑龍江省哈爾濱市人 ， 黑龍江省氣 象干部

14、學(xué) 院， 本科生 ， 工程師 黑 龍 江氣象 第 2 7卷 系型數(shù)據(jù)庫(kù) A c c e s s 存儲(chǔ)屬性數(shù)據(jù) ，使用 S Q LS e r v e r 指令 進(jìn)行 查 詢 。( 2 ) 地 圖 圖層 的劃 分 。使 用 Ma p l n f oP r o f e s s i o n a l7 ． 0生 成黑 龍 江 省 圖 層組 ， 該 圖 層 組 包 括 背 景 層 、 行 政 區(qū) 劃 層 、 航 線 層 、 空 管區(qū)域?qū)?、 居住

15、區(qū)分布層 、 作業(yè)點(diǎn)層 。 每一 個(gè)圖層可 以設(shè)定其為 可顯 示 、 可 編 輯 、 可 選 擇 、 可 自動(dòng) 標(biāo) 注 屬性 。該 屬 性 被 記 錄在 用 g s t 為后 綴 的文 件 中。( 3 ) 地理信息和屬性信息增 、 刪 、 改功能的實(shí)現(xiàn)。在 V B編 程環(huán)境 中使用 Ma p X 5 ． 0組件提供 的工具實(shí)現(xiàn)點(diǎn) 、 線 、 面數(shù)據(jù)的 增 、 刪 、 改 ， 下 面是 向圖 層 中增 加 線 矩形 對(duì) 象 的實(shí) 現(xiàn) 語(yǔ)

16、句 。Di m P n t sASMa p XL i b ． P o i n t sWi t hNe w S t y l e．L i n e c 0 l o r = R g b ( O ， 0 ， 2 5 5 )E n dWi t hP n t ． S e tX 1 。 Y1第一 個(gè) 點(diǎn) P n t s ． a d dP n tP u t ． S e tX 2 ， Yl第 二 個(gè) 點(diǎn) P n t s ． a d dP n tP n t

17、 ． S e tX 2 。 Y 2第 三 個(gè) 點(diǎn) P n t s ． a d dP n tP n t ． S e tX1 ． Y 2第 四個(gè) 點(diǎn) P n t s ． a d dP u tP n t ． S e tX1 。 Y 1第 五 個(gè) 點(diǎn) P n t s ． a d dP u tS E TF t r = - F e a F a c ． C r e a t e L i n e ( P n t s 。 N e w S t y l e )

18、創(chuàng)建 線 矩形 I J v r ． Ad d F e a t u r eF t rL y r ． R e f r e s h( 4 ) 地 理 信 息 查 詢 和分 析 功 能 的實(shí) 現(xiàn) ： 使 用 M a p X提 供 的 信息工具顯示并查詢和地理信息有關(guān) 的數(shù)據(jù)。比如可 以查詢某 個(gè)行政區(qū)劃 、 空域管制 區(qū)域范圍 內(nèi)的作業(yè)裝備數(shù)量 、 狀態(tài) 以及 炮手的相關(guān)數(shù)據(jù)。示例代碼略 。( 5 ) 對(duì) 于非 地 理 信 息數(shù) 據(jù) ， 比如

19、裝 備 編 號(hào) 、 作 業(yè) 站 點(diǎn) 編碼 、炮手資料等數(shù)據(jù) ． 我們使用 V B中的 A D O控件連接數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行 信息顯示 、 查詢和管理。圖 1 為可以打印輸 出的作業(yè)點(diǎn)安全射 界 圖 圖 1作 業(yè) 點(diǎn) 射 界 圖 5 結(jié) 語(yǔ) 在設(shè)計(jì)人工影響天氣作業(yè)安全信息系統(tǒng) 的過(guò)程中 ． 將地理 信息系統(tǒng)與本行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合 ， 依托 M a p l n f o的 Ma p X平臺(tái)， 借 助 V i s u a lB a s i c 6 ． 0

20、作為開發(fā)工具 ， 提高軟件的開發(fā)效率 ， 縮短開 發(fā)周期。現(xiàn) 已經(jīng)完成對(duì)全省 8 3 6個(gè)作業(yè)點(diǎn) 的信息管理 ， 由于全 省人工影響天氣作業(yè)還有相當(dāng)數(shù)量的火箭進(jìn)行移動(dòng) 式作業(yè) ． 以 現(xiàn) 有 的方 法 只 能 將 移 動(dòng) 式 作 業(yè) 人 為 確 定 為 多個(gè) 相 對(duì) 固定 的備 用 點(diǎn) 進(jìn)行 管 理 ， 顯 然 這 是 具有 一 定 局 限 性 的 無(wú)奈 選 擇 。最 終解 決問(wèn)題的方法有兩方面 ， ～是在軟件上實(shí)現(xiàn) 錄入經(jīng) 緯度( 或

21、者 借 助 G P S硬件 技 術(shù) 實(shí) 現(xiàn) 自動(dòng) 采 集經(jīng) 緯 度 ) 后 即可輸 出安 全 射界 圖 ， 二是在每部作業(yè)裝備上配備便攜式計(jì)算機(jī)?！?上接第 3 3頁(yè) )開 并封住( 見圖2 ) ， 反復(fù)開啟空氣干燥機(jī)進(jìn)行充氣測(cè)試， 漏氣定向耦合 現(xiàn)象 依 然存 在 。波導(dǎo)密封 窗鯽 端環(huán)流器 圖 2U型 波 導(dǎo) 示 意 圖 由此判斷從密封窗封閉端到充氣波導(dǎo)這段有漏氣點(diǎn) ，而這 一 部分 中存 在著 兩 個(gè) 密 閉 組 件— — 四 端

22、環(huán) 流 器 和 定 向耦 合 器 ，其 中定 向耦合 器 屬 于漏 氣幾 率 比較高 的 密 閉組 件 。按 當(dāng)前 檢查 測(cè)試結(jié)果來(lái)看 ． 漏氣點(diǎn)應(yīng)該就在四端環(huán)流器或定 向耦合器上 。 將 耦合 器拆 下 ． 并 封住 四端 環(huán) 流 器這 端 的 出 口 ， 開啟 空 氣 干燥 機(jī) 進(jìn) 行 充 氣測(cè) 試 。 當(dāng)充 氣 達(dá)到 指定 壓力 后 于燥 機(jī) 自動(dòng)停 止 ， 關(guān)閉 干燥 機(jī)． 5h 后 ， 觀察面板指示 ， 發(fā)現(xiàn)輸出壓力下降很少

23、。由此初步斷 定為 定 向耦合 器 漏氣 ， 為進(jìn) 一步 確 定 此結(jié) 論 ， 我們 將 充氣 波導(dǎo) 拆 下 。 并 封住 一 端 ， 另 一端 接上 定 向耦 合 器 。又 將 四端 環(huán) 流器 匹 配 負(fù)載處的一個(gè)波導(dǎo)密封窗拆下’ ， 封住定向耦合器( 見圖 3 ) 。圖 3 定 向耦 合 器 及 波導(dǎo) 示 意 圖 然 后 找 一 個(gè) 盛 滿 清 水 的 水 盆 ，將 耦合 器放 入 水 中 ，開 啟 空氣 干 燥 機(jī)進(jìn)行充氣 ，發(fā)

24、現(xiàn)耦合器 的主臂與 副 臂 的 連接 處 漏 氣 。而 且 漏 氣 范 圍 比 較 大 ( 見 圖 4虛 線 部 分 ) ， 決 定 更 換 。4 小 結(jié) 波 導(dǎo) 系 統(tǒng) 是 高 頻 能 量 傳 輸 的微 波 器 件 ，必 須 滿 足 一 定 壓 力 和 干 燥 條件 ， 其密閉性一定要達(dá)到要求。漏 氣波導(dǎo) 圖 4 定向耦 合示意圖 氣會(huì)導(dǎo)致波導(dǎo) 內(nèi)部的壓力不夠 、 濕度增 大 ． 嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?出現(xiàn) 波導(dǎo)打火現(xiàn)象 ， 對(duì)微波器件造成損