一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，直接从网上得到研究区域的NetCDF数据和DEM数据，不需要研究区域测风站的数据，与传统利用矢量数据进行插值不同采用栅格数据进行插值，节省了数据预处理的时间；计算方法简单，可在较短时间内获取研究区域风速数据；其中，建立了基于反距离权重插值的非线性权重方程，利用Cressman客观分析方法和计算机数值模拟原理逐步订正风场权重函数的距离系数和起伏度系数，通过迭代法求解非线性权重最佳逼近方程，提高了复杂地形地区风场数值模拟的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法
本专利技术涉及一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，属于风速测量术领域。
技术介绍
风能资源作为一种清洁的可再生能源，在我国全境分布不均匀，为了方便风电场选址，需要确定某一地区风能资源的大小。现有风速检测常会涉及NCEP、DEM、IDW，NCEP是由美国环境预报中心和美国大气研究中心联合推出的气象数据，栅格数据形式向全世界免费提供使用，其中包括风速，温度等数据，因其公开时间长，免费等因素被广泛应用于气象模拟和预测方面；NECP数据有两种形式，都可以被ArcGIS直接读取，DEM(DigitalElevationMode数字高程模型)是测绘，地理信息领域特有的数字模型，它是用一组有序数值阵列来表示地面高程的一种实体地面模型，在ArcGIS桌面工具中以栅格数据形式存在，引入DEM地形因子可提高复杂地形地区风场地理数值模拟的精度。反距离权重插值法(InverseDistanceWeighted，IDW)是以插值点与样本点之间的距离为权重进行加权平均，其中离插值点越近的样本点赋予的权重越大。基于地形的反距离权重的插值法是在反距离权重插值法的基础上加入了海本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.获得目标区域所对应的实际DEM地理格网数据、实际观测风场地理格网数据、以及模拟观测风场地理格网，模拟观测风场地理格网中的各网格内为空，且模拟观测风场地理格网与实际观测风场地理格网数据在分辨率、左上角坐标、中心点彼此相一致；然后进入步骤B；步骤B.初始化循环次数n＝1，以及针对风场权重函数的距离系数a、风场权重函数的起伏度系数b分别初始化为预设数值，且a的值与b的值相等，然后进入步骤C；步骤C.分别针对目标区域所对应模拟观测风场地理格网中的各网格，获得目标区域所对应模拟观测风场地理格网中第i个网格、分别相对实际观测风场地...

【技术特征摘要】
1.一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.获得目标区域所对应的实际DEM地理格网数据、实际观测风场地理格网数据、以及模拟观测风场地理格网，模拟观测风场地理格网中的各网格内为空，且模拟观测风场地理格网与实际观测风场地理格网数据在分辨率、左上角坐标、中心点彼此相一致；然后进入步骤B；步骤B.初始化循环次数n＝1，以及针对风场权重函数的距离系数a、风场权重函数的起伏度系数b分别初始化为预设数值，且a的值与b的值相等，然后进入步骤C；步骤C.分别针对目标区域所对应模拟观测风场地理格网中的各网格，获得目标区域所对应模拟观测风场地理格网中第i个网格、分别相对实际观测风场地理格网数据中其对应网格周围预设m个领域网格ji的权重值I表示目标区域所对应模拟观测风场地理格网中网格的总数量，m表示预设网格周围领域网格的数量，然后进入步骤D；步骤D.分别获得目标区域所对应模拟观测风场地理格网中各网格内的模拟风速然后进入步骤E；步骤E.获得如下公式：获得当前循环次数n下的衡量参数RMSEn，然后进入步骤F；步骤F.判断循环次数n是否等于1，是则进入步骤H；否则而进入步骤G；步骤G.判断RMSEn是否不大于预设衡量阈值，以及RMSEn-RMSEn-1的值是否不大于预设衡量差值阈值，若以上两个判断结果同时为是，则获得当前循环下a、b的值，并进入步骤I；否则进入步骤H；步骤H.针对a、b的值，分别递增彼此相等的预设变化值，更新a、b的值，然后返回步骤C；步骤I.生成分辨率为目标区域所对应实际观测风场地理格网数据、预设第二倍数的地理格网，作为目标区域所对应的插值模拟风场，插值模拟风场中的各网格内为空，且插值模拟风场的投影坐标、格网大小、格网左上角坐标与实际观测风场地理格网数据一致，以及预设第二倍数大于1，然后进入步骤J；步骤J.根据所获a、b的值，按照的计算方式，针对插值模拟风场，进行基于起伏度的反距离权重插值，获得目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，然后进入步骤K；步骤K.判断目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据的分辨率是否达到预设分辨率要求，是则即获得满足预设分辨率要求的目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，并结束模拟方法；否则将目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，作为目标区域所对应的实际观测风场地理格网数据，并返回步骤A。2.根据权利要求1所述一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤：步骤A1.获得目标区域所对应的实际观测风场地理格网数据、以及覆盖目标区域的实际DEM地理格网数据，然后进入步骤A2；步骤A2.初始化目标区域所对应模拟观测风场地理格网，模拟观测风场地理格网中的各网格内为空，且模拟观测风场地理格网与实际观测风场地理格网数据在分辨率、左上角坐标、中心点彼此相一致，然后进入步骤A3；步骤A3.初始化目标区域所对应的DEM地理格网，并根据目标区域所对应实际观测风场地理格网数据分辨率的预设第一倍数，由覆盖目标区域的实际DEM地理格网数据中提取，构建目标区域所对应实际DEM地理格网数据，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛莹，王雪松，刘磊，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32