【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输电线路覆冰勘测领域，具体涉及一种输电线路风口微地形微气候区辨识方法。
技术介绍
1、微地形是指在小尺度范围内，对局部气候环境有显著影响的相对微小的地表形态。微气候是指在一个特殊的局地小环境内，因下垫面性质的差异而形成的近地层大气的小范围气候。对于输电线路覆冰勘测而言，微地形微气候区只要是指在小尺度范围下，因地形或下垫面改变覆冰气候条件导致覆冰显著增大的局地区域。我国自20世纪80年代以来发生的几次区域性电网严重冰灾，其受损线路大多数都位于微地形微气候区。
2、从局地地形和气候对覆冰影响的特征角度，微地形微气候区可分为风口、地形抬升、高山分水岭、邻近大水体4类。大量的实测资料表明，风口微地形微气候区对覆冰增大的影响尤为显著。根据大量输电线路观冰资料，以及大量观冰站的覆冰资料分析，风口覆冰可达到风口两侧覆冰的2.0倍～3.0倍。
3、目前输电线路覆冰勘测领域对于风口微地形微气候区辨识没有形成可以量化的辨识指标和方法，风口微地形微气候区的判断主要依赖于覆冰勘测设计人员的工程经验，风口微地形微气候区漏判或误判时有发生，造成输电线路覆冰运行故障或者工程建设投资浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：本专利技术提供了一种输电线路风口微地形微气候区辨识方法，以便于解决现有风口微地形微气候区查勘过度依赖覆冰勘测设计人员个人经验以及辨识不准确的问题。
2、本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
3、一种输电线路风口微地形微气候区
4、s1：获取输电线路路径通道信息，搜集路径通道数字高程数据、数字冰区图、附近已建线设计与运行情况的相关资料；
5、建立风口微地形微气候区识别指标，包括地形特征、冰区初步判断、风口高度、风口宽高比4种指标；
6、s2：应用层次分析法构建风口微地形微气候区4种识别指标判断矩阵，计算各识别指标权重系数；
7、根据风口微地形微气候区地形特征，应用arcgis中水文分析模块初步识别出输电线路通道附近具备地形特征的栅格，作为被风口微地形微气候区备选区；并进一步根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比，根据数字冰区图初步判断备选区的冰区；
8、s3：根据风口微地形微气候区识别指标构建风口微地形微气候区辨识公式，并计算备选区辨识值；
9、s4：备选区的辨识值大于等于某一阈值，该备选区可作为内业初步辨识的风口微地形微气候区；
10、s5：开展内业初步辨识的风口微地形微气候区现场覆冰查勘工作，通过现场覆冰调查，结合附近已建线设计与运行情况的相关资料计算内业初步辨识的风口微地形微气候区设计冰厚，根据设计冰厚判定是否为风口微地形微气候区。
11、上述微地形微气候区辨识方法，能够实现更为科学、量化和智能辨识风口微地形微气候区，避免了对覆冰勘测设计人员经验的高度依赖，并且能够提高风口微地形微气候区辨识的准确度。
12、进一步的，所述的应用层次分析法构建风口微地形微气候区4种识别指标判断矩阵，计算识别指标的权重系数，具体包括：
13、构建地形特征、冰区初步判断、风口高度、风口宽高比4种指标判断矩阵，结果如下：
14、
15、其中，判断矩阵元素为aij，表示指标i相对指标j重要性，具体数值含义如下：1表示两个指标具有同样重要性，2表示是一个指标比另外一个指标稍微重要，3表示是一个指标比另外一个指标稍加重要，3表示一个指标比另外一个指标明显重要，5表示一个指标比另外一个指标显著重要；元素为aij与aji互为倒数。
16、检验判断矩阵一致性：计算一致性指标ci，λmax表示判断矩阵的最大特征值，n表示特征矩阵大小，值为4；计算一致性比例cr，其中ri为平均随机一致性指标，根据判断矩阵大小n确定，n＝4时，ri＝0.89；计算得到cr＝0.0016。由于cr<0.1，判断矩阵通过一致性检验。
17、计算得到4种指标权重系数w分别为：
18、根据算术平均法计算权重系数。将判断矩阵按照列进行归一化，将归一化各列相加，再将相加后得到的向量中的每个元素除以矩阵大小n便可得到权重系数w：
19、
20、根据几何平均法计算权重系数。将判断矩阵按照行相乘得到一个新的列向量，并将新的向量的每个分量开n次方，再对其进行归一化可得到权重系数w：
21、
22、根据特征值法计算权重系数。求出判断矩阵的最大特征值及对应的特征向量，对求出的特征向量进行归一化得到权重系数w。
23、
24、考虑到3种方法计算的权重系数接近，为方便后续计算，权重系数w可近似为：
25、
26、按照如此方式可完成4种识别指标的权重系数计算。
27、进一步的，所述的根据风口微地形微气候区地形特征，应用arcgis中水文分析模块初步识别出输电线路通道附近具备地形特征的栅格，作为风口微地形微气候区备选区，具体包括：
28、利用arcgis焦点统计工具统计开展邻域分析得到正地形和负地形；利用arcgis栅格计算工具计算得到反地形；
29、利用arcgis水文分析模块对数字高程数据进行填洼，求出流向流量，提取出汇流累积量为零得值与正地形求交，得到山脊线；同理用反地形求出流向流量，提取汇流累积量为零的部分与负地形求交得到山谷线；
30、提取山脊线和山谷线的交点得到符合风口微地形微气候区地形特征备选区。
31、进一步的，所述的根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比中，风口高度为风口鞍部与两侧山峰较低者的海拔高差。
32、进一步的，所述的根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比中，风口宽高比为风口两侧山峰水平距离与风口高度的比值。
33、进一步的，根据数字冰区图初步判断备选区的冰区。
34、风口微地形微气候区辨识公式具体如下：
35、
36、其中，i为各识别指标序号，i＝1代表地形特征，i＝2代表冰区初步判断，i＝3代表风口高度，i＝4代表风口宽高比；wi为各识别指标权重系数，w1＝0.5，w2＝0.3，w3＝0.1，w4＝0.1；ki为各识别指标数值。
37、进一步的，ki赋值规则如下：
38、地形特征属于山脊线与山谷线交汇点，k1赋值100，否则k1赋值0；
39、冰区初步识别位于15mm及以上冰区，k2赋值100，否则k2赋值0；
40、风口高度为风口中输电线路导线平均悬挂高度5倍以上，k3赋值100；风口高度为风口中输电线路导线平均悬挂高度2-5倍，k3赋值50；风口高度为风口中输电线路导线平均悬挂高度2倍以下，k3赋值0；
41、风口宽高比小于10大于等于0.5，k4赋值100；风口宽高比小于20大于等于10，k4赋值50；其余风口宽高比，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的应用层次分析法构建风口微地形微气候区4种识别指标判断矩阵，计算识别指标的权重系数，具体包括：
3.根据权利要求2所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：计算得到4种指标权重系数W分别为：
4.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的根据风口微地形微气候区地形特征，应用ArcGIS中水文分析模块初步识别出输电线路通道附近具备地形特征的栅格，作为风口微地形微气候区备选区，具体包括：
5.根据权利要求1或4所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比中，风口高度为风口鞍部与两侧山峰较低者的海拔高差。
6.根据权利要求1或4所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比中，风口宽高比为风口两侧山峰水平距离与风口高度的比
7.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：风口微地形微气候区辨识公式具体如下：
8.根据权利要求7所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：Ki赋值规则如下：
9.根据权利要求1、7或8所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：当辨识值大于等于90可初步辨识为风口微地形微气候区。
10.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：若根据现场覆冰调查计算的设计冰厚大于附近一般地形1个及以上等级则确认为风口微地形微气候区。
...【技术特征摘要】
1.一种输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的应用层次分析法构建风口微地形微气候区4种识别指标判断矩阵，计算识别指标的权重系数，具体包括：
3.根据权利要求2所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：计算得到4种指标权重系数w分别为：
4.根据权利要求1所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的根据风口微地形微气候区地形特征，应用arcgis中水文分析模块初步识别出输电线路通道附近具备地形特征的栅格，作为风口微地形微气候区备选区，具体包括：
5.根据权利要求1或4所述的输电线路风口微地形微气候区辨识方法，其特征在于：所述的根据数字高程数据计算备选区的风口高度和风口宽高比中，风口高度为风口鞍部与...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国羽，黄帅，郭新春，李中，晋明红，刘凉山，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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