新疆人工影响天气作业点安全射界图设计规范研究

郭帷 GUO Wei

（新疆维吾尔自治区人工影响天气办公室，乌鲁木齐 830002）

摘要：随着经济社会的不断发展，各地在防灾减灾、解决水资源短缺、生态环境建设等方面对人影工作提出了新的需求。将人工增雨（雪）纳入自治区大水利工程重点实施，预示着新疆人影的作业规模还将扩大，那么解决人影作业安全规范的问题就显得越来越迫切。为了消除安全隐患，满足自身市场需求，填补新疆人影作业点安全射界图的空白，结合本单位实际需要，研制科学、完备的新疆人影作业点安全射界图设计规范刻不容缓。

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关键词 ： 新疆；人影；安全射界图；作业；规范

中图分类号：P48 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0162-03

作者简介：郭帷（1988-），男，陕西商洛人，助理工程师，主要从事人工影响天气业务及弹药安全管理和研发工作。

0 引言

新疆地域辽阔，是我国开展人工影响天气作业规模最大的省份之一。年消耗炮弹20万余发，火箭弹2万余枚。在作业季节，对火箭和高炮进行上百次的操作，而人雨弹、火箭弹的作业方向和范围，对消除安全隐患至关重要。因此需要科学、规范的人影作业点安全射界图作为作业参考十分必要。

目前，在国内各个地区都有自己设计和制作的射界图，大多只是标出了作业点周围的居民区，和作业的区域。或者是采用的地图信息不明确，范围、刻度标注不完备，这给使用带来了不便，同时也不能起到明确直观的规范作业作用。为了消除安全隐患，满足自身市场需求，填补新疆人影作业点安全射界图的空白，同时结合新疆基层人影工作状况，为能够给人影高炮、火箭作业提供更为明确、直观的规范作用，给使用者和管理者提供更为可靠的安防设施，为自治区维稳大局做出贡献，研制“新疆人影作业点安全射界图技术规范”意义重大[1-2]。

1 概念及定义规范

1.1 术语和定义

下列术语和定义适用于本规范。

①人工影响天气作业点 （weather modification station）：

实施地面人工增雨防雹作业的固定地点。

②未爆弹丸 （unexploded projectile）：

炮弹火箭弹被击发后，因故障未能在空中爆炸的炮弹火箭弹部件。

③初始方位角 （initial azimuth）：

地理坐标正北方位，即0°方位角。

④射击方位角 （firing azimuth）：

高炮、火箭射击时，从正北方向线起，即初始方位角起，沿顺时针至炮管或火箭发射导轨轴线在地面垂直投影线之间的水平夹角。

⑤射击仰角（firing elevation）：

高炮、火箭射击时，炮管或火箭发射导轨轴线与水平面的垂直夹角。

⑥射程（range）：

未爆弹丸由射出点至同一水平面落点的距离。

⑦安全射界（shot safety zone）：

通过对射击方位角、仰角的控制，避免空中未爆弹丸落地时造成地面人员或重要设施损伤，所选取的安全落区范围[3]。

1.2 安全射界选取

安全射界的选取应遵守如下原则：

①弹丸落点范围内无城镇、村庄、学校等人口集聚区和油库、化工厂、电厂、铁路、国道、水库、军事单位等重要设施区。

②四周与邻近人口密集区和重要设施区避让100m以上。

③在极坐标径向，弹丸落点对应的远近距离范围≥1.5km；在极坐标法向，弹丸落点对应的左右宽度范围≥2km[4]。

2 整体结构规范

本文规范设计制作的人工影响天气作业点安全射界图应具备以下结构：

2.1 底图

底图选用1:25万比例尺的新疆地理信息地图，其优点在于色块清晰，容易分辨各地理位置与设施；图层多样，可对图层进行添加、删除或修改等操作。

2.2 水平距离圈

以作业点为圆心，以1 km、10 km为半径绘制实线闭合圆，最外圈半径10km；按1 km间隔在横轴上自圆心向右（正东方向），即x轴正轴方向依次标注距离刻度。

2.3 射击距离圈

以作业点为圆心，参照厂家提供的炮弹及火箭弹仰角/距离射程表，以射击仰角45°~80°下弹丸未爆射程为半径，按5°间隔划虚线闭合圈；对应的射击仰角数值在纵轴上自圆心向上（正北方向），即y轴正轴方向依次标注[5]。

2.4 方位初始角及方位角划分

地理坐标正北方向，为方位初始角，记为0°。自方位初始角起，15°为一间隔，顺时针划一圈至345°，标注0°、90°、180°、270°等字样的方位角刻度。

2.5 安全射界图形、编号及范围表

安全射界图形是以作业点为圆心的扇形区域。自方位初始角起，即地理坐标正北方向0°角起，沿顺时针方向，以阿拉伯数字1、2……顺序编号，并居中标于安全射界图形内。安全射界范围表是按安全射界编号由小到大次序列表，标注于射界图下部。

2.6 标题等标注信息

安全射界图上方居中标注图题：“XXXX作业点高炮（火箭)安全射界图”；

安全射界图下部依次标出下列内容：

作业点名称：所属县（市、区）及作业点名称，形为“XXX地区（州）XX市（县）XXX作业点”；

作业点编号：按有关规定的标准9位编号；

经纬度：单位为度；

海拔高度：单位为米，精度为1m；

地图比例尺（或影像分辨率）:1:50000。

在安全射界图下方标注绘制人、审核人、绘制单位和绘制时间。

2.7 射界图尺寸

制作完成后的安全射界图尺寸为80cm*55cm，底图正方形形边长为50cm，底图比例尺为1:5万[6]。

3 射界图制作规范

3.1 通过经纬度确定作业点在电子地图上的位置

基于MapInfo地理信息系统，通过作业点经纬度确定作业点在电子地图上的位置。在获得所需作业点精确经纬度信息后，将它导入地理信息地图，使得原本没有作业点位置显示的地理信息地图中显示我们所需要的作业点的精确位置，再使用MapInfo软件菜单中的Universal Translater通用转换工具将MapInfo软件修改生成的TAB文件转换成后期ArcGIS可识别的Shape文件。在后期做图时，这个标注出的位置就是此作业点安全射界图的原点坐标。所有作业点的经纬度信息可批量导入地图形成一个新的图层，方便显示、使用和修改。

3.2 标注地理信息及编辑显示图层

运用ArcGIS产品，在ArcMap软件平台中进行图层的导入及叠加，信息的编辑与调整以及底图的制作和导出工作。①在ArcMap地理数据视图的地图视图类型下，地图缩编的工作量，显示有效性高，使用方便。调整图层上下顺序，面图层在最下层，比如新疆区域图层、县图层；居民区域轮廓图层在面图层之上；其次是线图层摆放位置，比如铁路图层，公路图层；最上方放置点图层，比如作业点图层，油库、矿点图层，这样使得地图信息显示完全，没有图层遮盖现象。编辑图层属性信息，根据使用需要设置图层颜色、线条形式、备注信息等，使得地图信息显示更加合理与完善。②在ArcMap地图布局视图的地图视图类型下，根据制作要求，为使地图上2cm代表实际距离1km，将视图模式设置设定为1:50000。打开“文件”下拉菜单中的“页面和打印设置”，打印设置中将所要截选的正方形地图边长设定为50cm*50cm，输出图像分辨率设为2953dpi。配以利用ArcGIS软件生成的图例、比例尺以及指北针。

3.3 整体布局设计及调整

利用Photoshop软件，对整体布局进行规范、调整和合成。绘制实线闭合圆的水平距离圈；通过高炮和火箭的弹道高度距离数据，在电子地图上绘制虚线的射击距离圈；再根据其与周边居民区、水库、油库等重要设施的远近距离，画出扇形安全射界区域；标注安全作业区域及文字说明，配以标注安全作业区域的方位、仰角的安全射界范围表；右下角配以遥感图作为作业点周边地形地貌参考。

4 结论

本规范是首次对新疆人影作业点安全射界范围及安全射界图绘制进行了详细合理的规范，很好解决了人影作业各作业点人影规范作业的问题，依照本设计规范可绘制出科学、完备的作业点高炮/火箭安全射界图（如图1）。

以图1为例进行说明，射界图的底图就是图1中正方形的地理信息地图，里面的数据信息包括：①图中的图形代表的基本信息表示如下，深色边缘矩形状不规则图形代表的城镇居民聚居区域，浅色边缘光滑曲线状图形代表湖泊水库，黑白相间直线条纹代表铁路，单一黑色直线代表公路，黑色实心圆点代表矿点和油库。每一个居民聚居点、村镇、河流湖泊、铁路公路都有名称注释，标注出所在位置，由于地理信息地图数据信息保密，在这里就不做注释。底图中的实线闭合圆就是水平距离圈，它标注了1km至10km作为距离参考；虚线闭合圆就是射击距离圈，它代表着45°至80°区间内不同仰角下炮弹/火箭弹所到达的落点距离；浅色扇形区域就是根据本规范中安全射界选取原则绘制出的安全射界范围，它的编号自方位初始角起，即地理坐标正北方向0°角起，沿顺时针方向至360°，以阿拉伯数字1、2……顺序进行编号。②射界图左下方区域为识别射界图中地理设施的图例，是在ArcMap环境下自动生成，与地理内的标注一一对应。③射界图界面正下方是安全射界范围表格，是对底图中安全射界范围按照编号进行的对应的标注，表示每个安全射界范围下方位角选择的区间和仰角选择的区间。④射界图底图界面右下方是卫星遥感地图，作为对电子地理信息地图中作业点位置以及周边的地理情况的一个参考，遥感图中对作业点所在位置以及周边重要地理位置有标明和详细注释。⑤射界图的最上方以及最下方的文字说明区域详细注释图题“XXXX作业点高炮/火箭安全射界图”，站点编码、详细地址、详细经纬度、海拔高度以及制作单位与制作年月等文字信息，由于信息保密，图1中不做详细注释。

“新疆人工影响天气作业点安全射界图设计规范”为人影作业安全射界图的制作和人影安全作业方向和范围提供一个系统、直观、明确的指导规范，绘制出科学完备的人影作业安全射界图为人影作业提供安全保障，促进基层作业点规范化建设，给社会稳定和人民生命财产提供保障，具有非常重要的意义。

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参考文献：

[1]张春良，马官起，杨炳华，魏旭辉，付家模，张清，等.火箭人工增雨防雹知识[M].新疆：新疆维吾尔自治区气象学会，2008，10.

[2]杨炳华，王旭，廖飞佳，魏旭辉，等.新疆人工影响天气[M].北京：气象出版社，2013，11.

[3]QX/T 151-2012，人工影响天气作业术语.

[4]国气象局科技教育司.高炮人工防雹增雨作业业务规范[S].北京：中国气象局科技教育司，2000：32-33.

[5]QX/T 17-2003，37mm高炮防雹增雨作业安全技术规范[S].

[6]孙建东，卢培玉，周茂山.人影安全射界图的设计原理及制作应用[J].山东气象，2010（3）：37-41.