[发明专利]一种适用于真实地形的闪电探测网布局方法

权利要求书

1.一种适用于真实地形的闪电探测网布局方法，包括：

1)获取目标区域的地形数据，建立目标区域的三维网格化空间模型，并基于所述三维网格化空间模型中地表网格点，选取备选站点；

2)以指定的闪电探测网测站数下的站点组合作为染色体，随机形成初始站点组合库，作为初始父代种群；

3)计算初始父代种群中染色体的适应度；

4)采用适应度比例法选取站点组合；

5)进行杂交变异，生成新站点组合库，作为子代种群；

6)计算子代种群中染色体适应度；

7)采用适应度比例法，生成新一代站点组合，作为新的父代种群，判断是否达到目标迭代次数，若是则进入步骤8)；若否则进入步骤3)；

8)在最终生成的父代种群中选择适应度最高对应的站点组合；

步骤3)和步骤6)中所述适应度采用闪电模拟实验中站点组合对应的相对模拟准确率，该相对模拟准确率按如下方法获取：

对于种群中任一种站点组合，依次在所述地表网格点上进行闪电模拟，对每一次闪电模拟，采用时域有限差分算法求解模拟闪电信号到达各站点所经过的时间，进而计算得到模拟闪电信号到达各站点的时间差，再使用时差法反演模拟闪电信号脉冲源位置；然后将反演位置与实际模拟发生位置之间的空间距离作为每一次闪电模拟的反演误差；再将所述反演误差小于空间误差阈值的模拟次数与总模拟次数之比作为该站点组合的反演准确率；最后按下式对反演准确率进行标准化，得到该站点组合对应的相对模拟准确率：

站点组合对应的相对模拟准确率＝(站点组合对应的反演准确率-反演模拟准确率最小值)+(反演准确率最大值-反演准确率最小值)/3；

所述时差法反演模拟闪电脉冲源位置中，首先采用最小二乘法生成初始解，再基于初始解采用Levenberg-Marquardt迭代算法得到闪电脉冲源位置的解，完成对闪电脉冲源位置的反演。

2.根据权利要求1所述的适用于真实地形的闪电探测网布局方法，步骤2)的具体步骤如下：

2.1)给定编码方案，以m×1的0-1矩阵进行编码，其中m为备选站点数，所述0-1矩阵中1的个数k与指定的闪电探测网中测站数相等，第h个数为1表示第h个站点被选中，第h个数为0则表示第h个站点未被选中；

2.2)确定遗传算法参数，包括父代个数a，子代个数b，迭代次数n，变异概率i％；随机在m个备选站点中选取k个站点，使用m×1的0-1矩阵记录该站点是否选中，生成初始站点组合，作为染色体，重复a次随机过程得m×a矩阵的初始站点组合库，即初始父代种群。

3.根据权利要求1所述的适用于真实地形的闪电探测网布局方法，步骤4)中按染色体适应度大小比例决定站点被选取的概率大小。

4.根据权利要求2所述的适用于真实地形的闪电探测网布局方法，步骤5)的具体步骤如下：在被选取的两个染色体间进行比对，相同项保留，在不同项中进行随机选择，使得新生成的染色体中1的个数为k，重复b次生成新的站点组合库，作为子代种群；同时，各新的站点组合有i％的概率出现其中某一对的0-1发生反转。

5.根据权利要求1所述的适用于真实地形的闪电探测网布局方法，所述备选站点为所有满足闪电探测网中测站建造需求的站点。