[发明专利]一种雷电易发性等级划分方法

权利要求书

1.一种雷电易发性等级划分方法，包括单一监测资料闪电密度生成、确定指标权重生成综合闪电密度分布、确定地图分级方法实现雷电易发性划分；其特征在于；

首先，对于指标权重的确定来讲，采用采用投影寻踪方法，利用四种雷电监测资料自身数据驱动，挖掘聚类结构，进行投影降维处理，得到对应的权重；

其次，对于地图分级方法的确定来讲；提出方差拟合优度GVF进行评价，GVF越大，分类效果越好，分级方法最优；

然后，基于四种雷电监测资料，通过点密度分析、IDW插值等方法获取密度分布并按行政区域统计平均闪电密度，进一步采用投影寻踪获取权重，生成综合闪电密度分布情况。

2.根据权利要求1所述一种雷电易发性等级划分方法，其特征在于；对于指标权重的确定来讲，对应的过程如下；

(1)指标处理；消除量纲间的差异、统一变化范围；

(2)线性投影；随机抽取若干个初始投影方向a(a₁,a₂,…,a_m)进行计算，根据指标选大的原则，确定最大指标对应的解为最优投影方向，投影特征值Z_i的表达为：

(3)优化投影目标函数；投影值Z_i的分布特征应满足：整体上投影点团之间尽可能散开；局部投影点尽可能凝聚成单个的点团；故将目标函数T(a)定义为类间距离L(a)与类内密度d(a)的乘积，即T(a)＝L(a)·d(a)：

其中为序列{Z(i)|i＝1,2,…,n}的均值，愈大，分布愈开。设投影特征值间的距离r_ij＝|Z_i-Z_j|(i,j＝1,2,…,n)，则

f(t)为一阶单位阶跃函数，t≥0时，其值为1；t＜0时，其值为0；

R为窗宽参数，其选定原则为宽度内至少包括一个散点。合理取值范围为r_max＜R≤2m，其中，r_max＝max(r_ik)(i,k＝1,2,…,n)；类内密度d(a)愈大，分类愈显著。

当T(a)取得最大值时，对应的投影方向即为寻找的最优投影方向。因而寻找最优投影方向的问题可转化为下列优化问题：

(4)将最优投影方向代入对应的指标权重。

3.根据权利要求1所述一种雷电易发性等级划分方法，其特征在于；对于地图分级方法的确定来讲，的执行具体公式如下；

其中，SDCM为类方差和，SDAM为原始数据方差；显然，对于一确定的数据序列，SDAM为常数，SDCM主要与分类方法及分类数k有关。

4.根据权利要求1所述一种雷电易发性等级划分方法，其特征在于；生成综合闪电密度分布；基于ADTD闪电监测资料、VLF/LF三维闪电监测资料开展点密度分析，OTD/LIS星载闪电资料开展IDW插值，人工观测雷暴日采用0.1Td(雷暴日)计算年预计雷击次数后IDW插值获取密度分布；并按行政区域统计平均闪电密度，进一步采用投影寻踪获取权重，生成综合闪电密度分布情况。

5.根据权利要求1所述一种雷电易发性等级划分方法，其特征在于；实现雷电易发性划分按照如下方式实现；

(1)分级数的确定；将雷电易发区划分为高、中、低三级；

(2)分级方法对比：为选取合适的分级方法，使得等级划分更为科学合理，将生成的地闪密度值格点划分为三级，分别采用等距、分位数、自然间断分类、几何间隔分类，得到的分级端点值；计算四种分类方法对应的类方差和、原始数据方差以及拟合优度；选取方差拟合优度GVF最大的方法确定为最优分级方法；

(3)划分结果：上述将雷电易发性等级划分为高、中、低易发区三级，将闪电密度分布插值至适当分辨率大小，进一步对生成的格点度值按照(2)中的最优分级方法找出断点，开展分级，以此确定雷电高、中、低易发区等级范围。