Nghiên cứu xây dựng phầm mềm hỗ trợ dự báo, cảnh báo cấp độ rủi ro do bão và áp thấp nhiệt đới tại khu vực Bắc Trung Bộ - Trần Cảnh Dương

Tài liệu Nghiên cứu xây dựng phầm mềm hỗ trợ dự báo, cảnh báo cấp độ rủi ro do bão và áp thấp nhiệt đới tại khu vực Bắc Trung Bộ - Trần Cảnh Dương: Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 53 NGHIÊN CU XÂY DNG PHN MM H TR D BÁO, CNH BÁO CP RI RO DO BÃO VÀ ÁP THP NHIT I TI KHU VC BC TRUNG B Trn Cnh Dng Trng i hc Tài nguyn và Môi trng Hà Ni Tóm tt Th gii nói chung và Vit Nam nói riêng ã có nhiu công trình nghiên cu s dng ra a thi tit d báo và cnh báo bão và áp thp nhit i. Thc trng v d báo khí tng thy vn ca ài Khí tng thy vn khu vc Bc Trung B còn có nhiu hn ch. D báo ch yu da trên phng pháp truyn thng, tham kho các sn phm d báo ca các c quan d báo khí tng thy vn trên th gii và khu vc qua Internet. Bài báo này trình bày kt qu nghiên cu xây dng phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bão và áp thp nhit i ti khu vc Bc Trung B. Phn mm này s h tr d báo, cnh báo bão kèm ma ln di 12 gi bng s liu ra a thi tit và mô t mt cách chi tit các cp ...

pdf8 trang | Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 483 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu xây dựng phầm mềm hỗ trợ dự báo, cảnh báo cấp độ rủi ro do bão và áp thấp nhiệt đới tại khu vực Bắc Trung Bộ - Trần Cảnh Dương, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 53 NGHIÊN CU XÂY DNG PHN MM H TR D BÁO, CNH BÁO CP RI RO DO BÃO VÀ ÁP THP NHIT I TI KHU VC BC TRUNG B Trn Cnh Dng Trng i hc Tài nguyn và Môi trng Hà Ni Tóm tt Th gii nói chung và Vit Nam nói riêng ã có nhiu công trình nghiên cu s dng ra a thi tit d báo và cnh báo bão và áp thp nhit i. Thc trng v d báo khí tng thy vn ca ài Khí tng thy vn khu vc Bc Trung B còn có nhiu hn ch. D báo ch yu da trên phng pháp truyn thng, tham kho các sn phm d báo ca các c quan d báo khí tng thy vn trên th gii và khu vc qua Internet. Bài báo này trình bày kt qu nghiên cu xây dng phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bão và áp thp nhit i ti khu vc Bc Trung B. Phn mm này s h tr d báo, cnh báo bão kèm ma ln di 12 gi bng s liu ra a thi tit và mô t mt cách chi tit các cp ri ro thiên tai do bão và áp thp nhit i gây ra cho tng huyn trong khu vc Bc Trung B. T khóa: Ra a thi tit; Bo và áp thp nhit i; Cp ri ro Abstract Research to develop software to support forecasting and warning of the risk level caused by storms and tropical low pressure in the North Central region There have been many research projects using weather radar to forecast and alert storms and tropical low pressure. Current status of hydrometeorological forecast at the North Central Rregion Hydrometeorological Station is still has many limitations The forecasting is based primarily on traditional methods and make use of the forecast from other agencies in the world and the region. This paper presents research results to develop a software to support forecasting and warning risk level caused by storms and tropical low pressure in the North Central region of Vietnam. This software will support forecasting and warning for a associated with heavy stormy rains in less than 12 hours using data from weather radar. The paper also describes detailed disaster risks for each district in the North Central region. Keywords: Weather radar; Storm and Tropical low pressure; Risk level. 1. Gii thiu 1.1. Tình hình nghiên cu xây dng các phn mm d báo, cnh báo bão s dng s liu ra a thi tit Nghin cu xây dng phn mm h tr d báo, cnh báo c lin quan vn nghin cu trong và ngoài nc. Ra a c s dng k thut vô tuyn in da trn nguyn tc là tín hiu sng in t c phát vào không gian qua ng ten, sng lan truyn v phía mc tiu, gp mc tiu b phn x tr li, T tín hiu phn x tr li, v trí ca vt mc tiu s c xác nh thông qua mt s các các tham s thu c. T nguyn tc mà ra a thi tit c s dng quan trc, phát hin, theo dõi và a ra các cnh báo v các hin tng thi tit nguy him lin quan n mây nh bo, ma ln, ma á, t lc... Vic xác nh c v trí tâm bo, c ý ngha ht sc quan trng i vi công tác d báo và cnh báo khi bo gn b hoc khi b vào t lin. Nm Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 54 1992, nhà khí tng hc ngi c Gri và các cng s a ra mt thut toán theo dõi mt bo bng cách so sánh và gim mc ti thiu s khác nhau v PHVT gn mt bo và trng mây mt bo gia hai ln qut lin tc cách nhau vài phút [5]. Nm 2007, Trn Duy Sn xut các ch tiu ra a giúp cho các quan trc vin và d báo vin c c công c hiu qu xác nh các hin tng thi tit nguy him nh dông, t lc, ma á và a ra các cnh báo, d báo ma trong vùng hot ng ca ra a, gp phn phát huy c th mnh và hiu qu ca các ra a trong vic phòng tránh và gim nh thin tai [1]. Nguyn Vn Thng và các cng s ã khai thác thành công mt s nh dng sn phm ca ra a thi tit ng thi xây dng c phn mm xác nh v trí tâm bo [4]. Kt qu nghin cu khai thác, s dng s liu, sn phm quan trc ra a c ý ngha ln, là tin , c s khoa hc khai thác, tng hp và s dng ngun d liu quan trc ra a, sn phm ca ra a t xây dng các phng pháp, phn mm qun lý tng hp ngun d liu ra a phc v cnh báo, d báo và c bit là cnh báo, d báo các hin tng thi tit nh bo, ma ln và các hin tng dông, st nguy him khác. 1.2. Công tác d báo, cnh báo cp ri ro thiên tai ti ài khí tng thy vn khu vc Bc Trung B Hin nay ài KTTV Khu vc Bc Trung B d báo ch yu da trn phng pháp truyn thng, tham kho các sn phm d báo ca các c quan d báo trn th gii và khu vc qua Internet. ài KTTV cha xây dng c các mô hnh, phng pháp, phn mm d báo chuyn dng. D báo im, d báo nh lng còn kh khn và chính xác cha cao, các hin tng thi tit nguy him nh bo, ma ln, dông t, ma á...ch yu là dng mc cnh báo, cha c phng pháp tính toán d báo, nht là d báo nh lng n tng vùng min. ài KTTV cha c công c h tr ra các quyt nh d báo các cp ri ro thin tai phù hp, chi tit cho tng vùng min, va h tr phòng chng và ng ph vi thin tai va thc hin tt Lut phòng, chng thin tai và Quy nh ca Th Tng Chính ph v cp ri ro thin tai [5]. 2. Phng pháp xây dng phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bão và áp thp nhit i khu vc Bc Trung B 2.1. Xây dng cp ri ro do bão gây ra Tác gi cn nghin cu xây dng c b bn các cp ri ro thin tai do bo, ma ln gây ra và chi tit ha các cp ri ro thin tai n cp huyn trn khu vc Bc Trung B là c s khoa hc, là công c h tr hiu qu cho vic cnh báo, d báo chi tit, c th các cp ri ro thin tai do bo và ma ln gây ra tng huyn theo úng yu cu Lut phòng, chng thin tai [2, 3]. Xác nh cp ri ro do bo: a. Các nhân t s c 3 cp: R = H x E x V b. Tính H: i. Tn sut P: thp, trung bnh, cao ii. Kh nng xy ra F: thp, trung bnh, cao iii. Cng I (theo 44): cp 8-9, cp 10-11, cp 12-15 iv. Phm vi nh hng EA: không nh hng, gián tip, trc tip Thang im lng ha: H = 1 (cao), H = 3 (rt cao) và H = 5 (thm ha). Chia cp 2 x 2 yu t lp ma trn ri ro và lp ma trn ring cho tng huyn. Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 55 Áp dng ma trn xác nh cp ri ro do bo: - Cp P và F: H 1 = P x F P/F Thp Trung bình Cao Thp 1 3 5 Trung bình 3 9 15 Cao 5 15 25 + Him ha ln ( ): H 1 = 1 + Him ha rt ln ( ): H 1 = 3 + Thm ha ( ): H 1 = 5 - Cp EA và I: H 2 = EA x I EA/I Cp 8-9 Cp 10-11 Cp 12-15 Không nh hng 1 3 5 Gián tip 3 9 15 Trc tip 5 15 25 + Him ha ln ( ): H 2 = 1 + Him ha rt ln ( ): H 2 = 3 + Thm ha ( ): H 2 = 5 - Him ha H = H 1 x H 2 H Cao Rt cao Thm ha Cao 1 3 5 Rt cao 3 9 15 Thm ha 5 15 25 + Him ha thp ( ) + Him ha ln ( ) + Him ha rt ln ( ) + Thm ha ( ) 2.2. Công ngh c s dng Tác gi s dng các phm mm m ngun m c tng tác bn tt sau kim chng, chy th và chn ra phin bn phù hp. 1. Openlayer Openlayer là th vin Javascript cho php x lý các lp bn hin th trn lp bn nn (Tile). Ngoài nhng tính nng c khai thác ging nh các phin bn trc (2.0 và 3.0) Phin bn 4.0 mang li giao din p mt hn, các phng thc x lý mnh m và thc thi nhanh hn. 2. Geoserver Geoserver cho php hin th các lp bn dng Vector c xây dng bng phn mm QuantumGIS (QGIS) hoc các phn mm ca hng ESRI nh ARCGIS. Trong nghin cu này, máy ch GEOSERVER s m nhim vai trò tng tác gi các lp bn VectorLayer dng Shapele c nhp vào (import) c s d liu PostgresSQL. 3. PostgresSQL C s d liu m ngun m cho php lu tr các lp bn c nhp vào dng Shape le (.shp) c to ra t phn mm Qgis. 4. QuantumGIS Tác gi s dng Phn mm m ngun m xây dng các lp bn cp huyn, a vào h quy chiu WS-84 (4326) và xut ra dng *.shp. Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 56 5. NotePad++: Khi s dng công c h tr lp trnh này, trong quá trnh vit code tác gi tránh c nhng s sut nh thiu du chm, du phy dn n không hin th c bn . 2.3. S cu trúc ca chng trình phn mm Hnh 1 và Hnh 2 th hin S cu trúc ca chng trnh phn mm. Hình 1: S khi ca phn mm Hình 2: S cu trúc ca phn mm 2.4. Thut toán, chc nng và mã ca phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bão và áp thp nhit i khu vc Bc Trung B a) Thut toán Hnh 3 mô t s thut toán ca chng trnh phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bo và áp thp nhit i khu vc Bc Trung B. b) Chc nng ca phn mm Phn mm c các chc nng nh ng nhp h thng; Qun tr ngi dùng; Nhúng H thng thông tin a lý (GIS); Qun tr c s d liu; Cp ri ro trn nn GIS; Hin th; Thông báo li Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 57 Hình 3: Thut toán ca chng trình phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bão và áp thp nhit i khu vc Bc Trung B Hnh 4 biu din hnh nh lin quan kt qu d báo, cnh báo ri ro ca các huyn do bo gây ra (theo s liu cn bo s 2 nm 2017). Tâm bo và bán kính nh hng theo tng thi gian d báo c th hin rõ ràng theo màu sc tng ng. Cp ri ro do bo gây ra c ch ra c th cho tng huyn. Hnh 5 là ca s kt qu d báo, cnh báo các cp ri ro ca các huyn do bo gây ra (theo s liu cn bo s 2 nm 2017). Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 58 Hình 4: Hình nh liên quan kt qu d báo, cnh báo ri ro ca các huyn do bão gây ra (Theo s liu cn bão s 2 nm 2017) Hình 5: Ca s kt qu d báo, cnh báo các cp ri ro ca các huyn do bão gây ra (Theo s liu cn bão s 2 nm 2017) Hình 6: Ca s tính toán cp ri ro và d báo cnh báo ri ro do bão gây ra (S dng nn tng in toán ám mây (cloud computing) ca Google lu tr bn s) Hnh 6 mô t ca s tính toán cp ri ro và d báo cnh báo ri ro ca các huyn do bo gây ra (S dng nn tng in toán ám mây (cloud computing) ca Google lu tr bn s). S liu trn ca s này da theo s liu ca cn bo s 2 nm 2017). Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 59 3. Kt qu xây dng phn mm Tác gi xây dng thành công phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bo và áp thp nhit i ti khu vc Bc Trung B. Cn c s liu d báo cng bo và qu o bo theo tng thi gian, phn mm s t ng v vùng nh hng ca bo vi cp và màu sc tng ng. Sau khi nhp d liu d báo và kích vào nút “Tính toán cp ri ro” và “D báo cnh báo ri ro” cán b d báo s c kt qu các huyn trong khu vc bc Trung B b nh hng do bo gây ra vi các thông tin v cp ri ro và mc thit hi. Kt qu ca phn mm m bo tính chính xác bi v thut toán hp lý, các hàm tính toán da theo các quy nh, tiu chun. Tuy nhin chính xác không th tuyt i bi v kt qu d báo ri ro c xác nh cho tng huyn nhng a hnh ca các huyn trong khu vc Bc Trung B là khác nhau, thm chí a hnh các vùng trong mt huyn cng c tính cht khác nhau. Mt khác, chính xác ca phn mm này còn ph thuc chính xác ca d liu d báo sau khi phân tích, ánh giá d liu thu c t h thng ra a thi tit. Phn mm c tính thc tin, sáng to và mi i vi công tác d báo, cnh báo cp ri ro do bo và áp thp nhit i ti khu vc Bc Trung B mà trc ây cha c phn mm nào thc hin. Nghin cu s dng ngôn ng lp trnh JavaScript mnh m x lý các lp bn , nhúng trong vn bn HTML5. Sau ây là mt s on code ca chng trnh: <!DOCTYPE html PUBLIC “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN” “”> 2017 Bo s 10 DOKSURI <link rel=”stylesheet” href=”https://openlayers.org/en/v4.6.5/css/ol.css” type=”text/css”> <!-- The line below is only needed for old environments like Internet Explorer and Android 4.x --> <!-- Cn khai báo DOCTYPE , xmlns và th meta y c th gõ và hin th ting vit khi xut ra web không b li font, --> <!-- Khai báo các th vin ca Openlayer c s dng trong d án, trong d án này s dng phin bn mi nht là V4.6.5 --> <script src=”https://cdn.polyll.io/v2/polyll.min. js?features=requestAnimationFrame, Element.prototype.classList,URL”> Nghiên cu Tp chí Khoa hc Tài nguyên và Môi trng - S 22 - nm 2018 60 4. Kt lun Chng trnh phn mm h tr d báo, cnh báo cp ri ro do bo và áp thp nhit i ti khu vc Bc Trung B c kt qu và c ý ngha thc tin nht nh. Phn mm t ng thu thp, x lý, hin th và tích hp các thông tin v bo cnh báo, d báo thin tai theo quy trnh n cp huyn, t ng phân tích, bin tp, phát các bn tin cnh báo, d báo các cp ri ro thin tai do bo, ATN trn toàn khu vc Bc Trung B. TÀI LIU THAM KHO [1]. Trn Duy Sn (2005). Ch tiêu nhn bit dông cho radar thi tit MRS- 2730 Phù Lin. Báo cáo tng kt tài cp B. [2]. Lut s 33/2013/QH13 (Lut Phòng, Chng thin tai c Quc hi nc Cng hòa x hi ch ngha Vit Nam kha XIII, k hp th 5 thông qua). [3]. Quyt nh s 44/2014/Q-TTg v cp ri ro thiên tai cho tng loi thiên tai da trên cng . [4]. Nguyn Vn Thng và các cng s (2012). Nghiên cu khai thác các nh dng s liu t hp và xây dng phn mm xác nh v trí tâm bão, hng và tc di chuyn tâm bão cho mng li radar thi tit Vit Nam. [5]. L c Cng (2016). Nghiên cu s dng s liu ra a cnh báo/ d báo bão kèm ma ln, phc v xây dng cp ri ro thiên tai cho khu vc Bc Trung B. tài cp B, m s TNMT.2016.05.30. [6]. Ronld E (1992). Rinechart Rada of Meteorologists. University of Nort Dakota. BBT nhn bài: 22/8/2018; Phn bin xong: 06/9/2018 // ------------------khai bao Style là kiu hin th ln web, qui nh màu sc m nht ..v.v var style = new ol.style.Style({ ll: new ol.style.Fill({ color: ‘rgba(255, 100, 50, 0.3)’ }), stroke: new ol.style.Stroke({ width: 2, color: ‘rgba(255, 100, 50, 0.8)’ }), image: new ol.style.Circle({ ll: new ol.style.Fill({ color: ‘rgba(143, 0, 109, 0.8)’ }), stroke: new ol.style.Stroke({ width: 1, color: ‘rgba(162, 0, 124, 0.5)’ }),

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf40414_128212_1_pb_1458_2145520.pdf
Tài liệu liên quan