基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法及系统，该方法包括：获取至少一个已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据；根据网格离散化地形高度数据获取已知微地形类型区域的高度数据矩阵；根据已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取已知微地形区域的典型空间分布特征；获取待识别区域的地形高度数据，并根据待识别区域的地形高度数据获取待识别区域的高度数据矩阵；根据待识别区域的高度数据矩阵对微地形区域初步筛选；根据初步识别微地形区域的高度数据矩阵和已知微地形类型区域的典型空间分布特征比对，对初步识别微地形区域进行再次识别；本发明专利技术通过对待识别区域进行初步识别和二次识别，提高了微地形识别的精确性。地形识别的精确性。地形识别的精确性。

【技术实现步骤摘要】
基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法及系统


[0001]本专利技术属于电网防护
，尤其涉及一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法及系统。

技术介绍

[0002]微地形微气象是指在特定的山区或丘陵地带，由于局部地形的海拔不同，在小的范围区域引起风速、温度、湿度等气象因素的变化，一般微气象的特点会反映在气象现象上，如大风、冻雨、雾等恶劣天气。微地形微气象虽然不会导致大规模的天气气候特征的变化，但由于输电线路的线状、连续分布特征，一个或两个塔所在范围的局地恶劣微气象条件造成线路跳闸或受损，会影响整条长达数十千米到数百千米线路的正常运行。
[0003]由于我国电网建设的快速发展，高电压、远距离输电线路越来越多，越来越多线路穿越高山、峡谷、丘陵地带，电网微地形微气象区域的影响愈加显著。此外，由于我国地域辽阔、地形复杂，输电线路穿越了大量的人烟稀少区域，因此开展电网微地形自动判识，是实现微地形区域微气象精准预测、支撑电网稳定运行的前提条件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法及方法，旨在解决输电线路的电网微地形区域识别困难且精确度低的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法，所述基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法包括：
[0006]获取至少一个已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据；
[0007]根据所述已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据，获取所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵；
[0008]根据所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取所述已知微地形区域的典型空间分布特征；
[0009]获取待识别区域的地形高度数据，并根据所述待识别区域的地形高度数据获取所述待识别区域的高度数据矩阵；
[0010]根据所述待识别区域的高度数据矩阵进行微地形区域初步筛选，并得到初步识别微地形区域；
[0011]根据所述初步识别微地形区域的高度数据矩阵和所述已知微地形类型区域的典型空间分布特征比对，对所述初步识别微地形区域进行再次识别。
[0012]在本专利技术的实施例中，所述根据所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取所述已知微地形区域的典型空间分布特征的步骤包括：
[0013]对所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵进行标准化处理，并得到所述已知微地形类型区域的标准化高度数据矩阵；
[0014]合并同类型的所述已知微地形类型区域的标准化高度数据矩阵，并获取各类已知
微地形区域的地形高度数据矩阵；
[0015]计算同类型的微地形区域的矩阵平均分布和平均值矩阵；
[0016]根据同类型的微地形区域的地形高度数据矩阵中每处微地形点的标准化高度矩阵和平均值矩阵获取已知微地形类型区域的典型空间分布特征。
[0017]在本专利技术的实施例中，根据同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中每处微地形点的标准化高度矩阵和平均值矩阵获取已知微地形类型区域的典型空间分布特征的步骤包括：
[0018]计算同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中的一处微地形区域标准化高度矩阵与所述平均值矩阵的第一距离；
[0019]计算同类型微地形区域中全部微地形点的平均距离；
[0020]比对所述第一距离和平均距离；
[0021]当最大的第一距离大于平均距离的预设倍数，则将属于最大的第一距离处的微地形点从同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中剔除；
[0022]当最大的第一距离小于或等于平均距离的预设倍数，则将属于最大的第一距离处的微地形点保留在同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中。
[0023]在本专利技术的实施例中，所述第一距离可通过如下计算公式计算得到：
[0024][0025]其中，Lnx为同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中的一处微地形区域标准化高度矩阵与平均值矩阵的第一距离；M为所选取的微地形区域的网格点数据量；h
i,j
为已知微地形类型区域的高度数据矩阵中的网格点数值。
[0026]在本专利技术的实施例中，所述根据所述待识别区域的高度数据矩阵进行微地形区域初步筛选，并得到初步识别微地形区域的步骤包括：
[0027]计算待识别区域的平均高度和起伏高度；
[0028]根据所述待识别区域的平均高度和起伏高度初步识别所述待识别区域；
[0029]当平均高度小于200米且起伏高度小于50米，或者平均高度大于200米，且起伏高度小于50米，则初步识别所述待识别区域不属于微地形区域，结束识别。
[0030]在本专利技术的实施例中，所述根据所述初步识别微地形区域的高度数据矩阵和所述已知微地形类型区域的典型空间分布特征比对，对所述初步识别微地形区域进行再次识别的步骤包括：
[0031]对所述初步识别微地形区域的高度数据矩阵进行标准化处理，以得到所述初步识别微地形区域的标准化高度数据矩阵；
[0032]获取所述初步识别微地形区域的标准化高度数据矩阵与所述已知微地形类型区域空间分布的平均值矩阵之间的第二距离；
[0033]根据所述第二距离和所述平均距离之间的关系，对所述初步识别微地形区域进行再次识别。
[0034]在本专利技术的实施例中，所述根据所述第二距离和平均距离之间的关系，对所述初步识别微地形区域进行再次识别的步骤包括：
[0035]当所述第二距离小于或等于平均距离的预设倍数，则判定所述初步识别微地形区域属于已知微地形类型区域中对应的微地形；
[0036]当所述第二距离大于平均距离的预设倍数，则判定所述初步识别微地形区域不属于已知微地形类型区域中对应的微地形。
[0037]在本专利技术的实施例中，所述当所述第二距离超过平均距离的预设倍数，则判定所述初步识别微地形区域不属于已知微地形类型区域中对应的微地形的步骤之后还包括：
[0038]将不属于已知微地形类型区域的所述初步识别微地形区域的标准化高度数据矩阵进行处理，确认是否可以提取出新的微地形类型。
[0039]在本专利技术的实施例中，所述基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法还包括将待识别区域的区域识别结果进行分组，识别结束。
[0040]并且，本专利技术还提出一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别系统，所述基于空间特征聚类分析的电网微地形识别系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法的步骤。
[0041]通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法具有如下的有益效果：
[0042]首先，获取至少一个已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据；根据已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据，获取已知微地形类型区域的高度数据矩阵；根据已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取已知微地形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法，其特征在于，所述基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法包括：获取至少一个已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据；根据所述已知微地形类型区域的网格离散化地形高度数据，获取所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵；根据所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取所述已知微地形区域的典型空间分布特征；获取待识别区域的地形高度数据，并根据所述待识别区域的地形高度数据获取所述待识别区域的高度数据矩阵；根据所述待识别区域的高度数据矩阵进行微地形区域初步筛选，并得到初步识别微地形区域；根据所述初步识别微地形区域的高度数据矩阵和所述已知微地形类型区域的典型空间分布特征比对，对所述初步识别微地形区域进行再次识别。2.根据权利要求1所述的基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法，其特征在于，所述根据所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵获取所述已知微地形区域的典型空间分布特征的步骤包括：对所述已知微地形类型区域的高度数据矩阵进行标准化处理，并得到所述已知微地形类型区域的标准化高度数据矩阵；合并同类型的所述已知微地形类型区域的标准化高度数据矩阵，并获取各类已知微地形区域的地形高度数据矩阵；计算同类型的微地形区域的矩阵平均分布和平均值矩阵；根据同类型的微地形区域的地形高度数据矩阵中每处微地形点的标准化高度矩阵和平均值矩阵获取已知微地形类型区域的典型空间分布特征。3.根据权利要求2所述的基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法，其特征在于，根据同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中每处微地形区域的标准化高度矩阵和平均值矩阵获取已知微地形类型点的典型空间分布特征的步骤包括：计算同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中的每处微地形点的标准化高度矩阵与所述平均值矩阵的第一距离；计算同类型微地形区域中全部微地形点的平均距离；比对所述第一距离和平均距离；当最大的第一距离大于平均距离的预设倍数，则将属于最大的第一距离处的微地形点从同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中剔除；当最大的第一距离小于或等于平均距离的预设倍数，则将属于最大的第一距离处的微地形点保留在同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中。4.根据权利要求3所述的基于空间特征聚类分析的电网微地形识别方法，其特征在于，所述第一距离可通过如下计算公式计算得到：
其中，Lnx为同类型微地形区域的地形高度数据矩阵中的一处微地形区域标准化高度矩阵与平均值矩阵的第一距离；M为所选取的微地形区域的网格点数据量；h
i,j
为已知微地形类型区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，徐勋建，冯涛，郭俊，蔡泽林，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：