CN106370231A - 一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统 - Google Patents

一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统 Download PDF

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CN106370231A CN201610829790.3A CN201610829790A CN106370231A CN 106370231 A CN106370231 A CN 106370231A CN 201610829790 A CN201610829790 A CN 201610829790A CN 106370231 A CN106370231 A CN 106370231A
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Abstract

本发明提供一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统,所述方法包括:获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值;对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。通过获取获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息,计算环境定量评分项目分值,从而得到气象探测环境评估总分,能够全面细致的分析各个环境定量评分项目,充分考虑气象站周围环境对气象观测造成的影响,全面准确的得出气象探测环境评估结果,为气象站的设置、环境的检测提供了有效的科学依据。

Description

一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统
技术领域
本发明涉及气象探测技术领域,特别是指一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统。
背景技术
近年来,气象探测信息是国家经济社会建设和气象业务、服务、科学研究的重要基础性资源。气象探测环境的优劣,直接影响着气象探测信息的代表性、准确性、比较性和连续性,关系到气象预报服务水平的提高,关系到国家经济社会和生态文明的可持续发展。加强气象探测环境保护,对于提高气象探测、预报和防灾减灾能力具有十分重要意义。现有的气象站在进行环境检测过程中,往往受到气象站周围环境、地形和障碍物的影响,从而导致环境探测出现误差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法及系统,能够全面准确的对地面气象观测站气象探测环境进行调查评估。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估方法包括:
获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角;
对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
优选的,所述结合所述气象站信息和观测场信息计算环境定量评分项目分值,包括:
确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区,当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
按照方向将观测场周围的区域划分为四个子区域;
利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( 1 - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S s S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × s r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
优选的,所述对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分,包括:
利用下式计算气象探测环境评估总分:
D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D为气象探测环境评估总分。
优选的,所述评分项目信息包括地平圈遮挡仰角、地形遮挡视角因子累计值、障碍物个体情况、障碍物仰角、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物的视宽角累计值、高度大于1米障碍物信息、观测场四周2m范围内人为破坏下垫面情况、观测场围栏外2m以内人工护坡、观测场日出方向和日没方向内障碍物最大仰角中的至少一项。
优选的,所述获取气象站信息包括气象站名称、类别、区站号、详细地址、观测任务、观测记录开始日期、所处气候区、建(迁)站情况、探测环境备案和保护专项规划编制情况中的至少一项;
所述观测场信息包括经度和纬度、拔海高度、地形特征、土壤性质、现址已使用年数、面积、形状、观测场是否建在屋顶和人为垫高观测场高度中的至少一项。
优选的,获取地形遮挡视角因子累计值,包括:
对障碍物的仰角进行测量;
将障碍物划分成直角三角形和梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物的遮挡视角因子;
当同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算;
获取障碍物遮挡视角因子累计值,包括:
在观测点测得障碍物的仰角和视宽角,分别假定为障碍物的高度和宽度,使用面积计算公式得到障碍物遮挡视角因子累计值。
本发明还提供一种地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估系统包括:
信息获取模块,用于获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
环境评分模块,用于结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角;
总分评估模块,用于对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
优选的,所述环境评分模块包括:
第一项目分值计算单元,用于确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区,当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
第二项目分值计算单元,用于当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
第三项目分值计算单元,用于当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
第四项目分值计算单元,用于当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
第五项目分值计算单元,用于利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
第六项目分值计算单元,用于利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
第七项目分值计算单元,利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
第八项目分值计算单元,用于当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( 1 - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
第九项目分值计算单元,用于当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十项目分值计算单元,用于当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十一项目分值计算单元,用于当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S s S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十二项目分值计算单元,用于当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × S r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十三项目分值计算单元,用于当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
第十四项目分值计算单元,用于当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
优选的,所述总分评估模块包括:
总分评估单元,用于利用下式计算气象探测环境评估总分:
D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D为气象探测环境评估总分。
优选的,所述信息获取模块包括:
地形遮挡视角因子计算单元,用于对障碍物的仰角进行测量;将障碍物划分成直角三角形和梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物的遮挡视角因子;当同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算;
障碍物遮挡视角因子计算单元,在观测点测得障碍物的仰角和视宽角,分别假定为障碍物的高度和宽度,使用面积计算公式得到障碍物遮挡视角因子累计值。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,通过获取获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息,计算环境定量评分项目分值,从而得到气象探测环境评估总分,能够全面细致的分析各个环境定量评分项目,充分考虑气象站周围环境对气象观测造成的影响,全面准确的得出气象探测环境评估结果,为气象站的设置、环境的检测提供了有效的科学依据。
附图说明
图1为本发明地面气象观测站气象探测环境调查评估方法一个实施例的流程图;
图2为本发明地面气象观测站气象探测环境调查评估方法观测场划分示意图;
图3为本发明地面气象观测站气象探测环境调查评估系统一个实施例的连接框图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示,本发明一个实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估方法包括:
步骤101:获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息。
其中,所述获取气象站信息可以包括气象站名称、类别、区站号、详细地址、观测任务、观测记录开始日期、所处气候区、建(迁)站情况、探测环境备案和保护专项规划编制情况中的至少一项;所述观测场信息可以包括经度和纬度、拔海高度、地形特征、土壤性质、现址已使用年数、面积、形状、观测场是否建在屋顶和人为垫高观测场高度中的至少一项。所述评分项目信息可以包括地平圈遮挡仰角、地形遮挡视角因子累计值、障碍物个体情况、障碍物仰角、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物的视宽角累计值、高度大于1米障碍物信息、观测场四周2m范围内人为破坏下垫面情况、观测场围栏外2m以内人工护坡、观测场日出方向和日没方向内障碍物最大仰角中的至少一项。
本实施例中,通过获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息,能够为地面气象观测站气象探测环境调查评估提供全面准确的基础,方便结合气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算相应的环境定量评分项目分值。
步骤102:结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角。
其中,本领域技术人员可以根据需要和具体情况设置环境定量评分项目的对应权重,具体可以参照下表进行设置,并不以此为限定。
地面气象探测环境定量评分项目权重分值表
No. 项目代码 项目内容 项目权重分值
1 D1 最近城镇或工矿区与气象站站址的距离和位于气象站站址最多风向的方位 6.0
2 D2 观测场四周地形遮挡视角因子累计值 5.0
3 D3 观测场四周障碍物遮挡视角因子累计值 35.0
4 D4 观测场四周障碍物遮挡方位 20.0
5 D5 观测场四周高度大于1m障碍物 4.0
6 D6 观测场四周2m内人为破坏下垫面情况 4.0
7 D7 观测场围栏外2m内人工护坡 2.0
8 D8 人为垫高观测场高度 6.0
9 D9 铁路路基距观测场围栏最近距离 4.0
10 D10 公路路基距观测场围栏最近距离 4.0
11 D11 水体距观测场围栏最近距离 4.0
12 D12 干扰源体距观测场围栏最近距离 4.0
13 D13 日出方向障碍物最大仰角 1.0
14 D14 日没方向障碍物最大仰角 1.0
本实施例中,通过对不同环境定量评分项目计算可以综合考虑多种影响因素对环境评估造成的影响,针对相应的环境定量评分项目计算其相应的得分,降低环境和遮挡物对环境监测造成的误差和干扰,从而全面准确的分析和确定气象探测环境评估结果。
步骤103:对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
本发明实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,通过获取获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息,计算环境定量评分项目分值,从而得到气象探测环境评估总分,能够全面细致的分析各个环境定量评分项目,充分考虑气象站周围环境对气象观测造成的影响,全面准确的得出气象探测环境评估结果,为气象站的设置、环境的检测提供了有效的科学依据。
本发明另一实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估方法包括:
步骤201:获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
其中,所述获取气象站信息可以包括气象站名称、类别、区站号、详细地址、观测任务、观测记录开始日期、所处气候区、建(迁)站情况、探测环境备案和保护专项规划编制情况中的至少一项;所述观测场信息可以包括经度和纬度、拔海高度、地形特征、土壤性质、现址已使用年数、面积、形状、观测场是否建在屋顶和人为垫高观测场高度中的至少一项。所述评分项目信息可以包括地平圈遮挡仰角、地形遮挡视角因子累计值、障碍物个体情况、障碍物仰角、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物的视宽角累计值、高度大于1米障碍物信息、观测场四周2m范围内人为破坏下垫面情况、观测场围栏外2m以内人工护坡、观测场日出方向和日没方向内障碍物最大仰角中的至少一项。
具体的,在获取观测场信息时,经度和纬度,以度分秒(°′″)为单位,度分秒均取整数;拔海高度,以米(m)为单位,取1位小数;地形特征,类型包括:平原、高原、盆地、丘陵、山地、海滨、海岛等;土壤性质,类型包括:壤土、沙壤土、沙土、粘土、砾石、岩石等;现址已使用年数,以年为单位,取整数;面积,以平方米(m2)为单位,取整数;形状,类型包括:正方形、长方形、六边形、八边形、圆形等;人为垫高观测场高度,人为将观测场抬升至距离地面高度大于0.5m,或者人为将观测场3面或4面切削(或人为垫高)成孤立高台且高度大于0.5m,视为人为垫高观测场并测量离地高度,以米(m)为单位,取1位小数。
在获取评分项目信息时,测量地平圈遮挡仰角,将经纬仪水平架设在观测场中心点,镜头距地面1.5m,方位度盘0°对准正北。对可视范围内地形的最大遮挡仰角进行测量。从正北方开始,按顺时针方向,方位每隔2°测量1次,以度(°)为单位,取1位小数。
计算地形遮挡视角因子累计值,对障碍物的仰角进行方位角每隔2°测量1次;将障碍物划分成若干个直角三角形、梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物不符合要求部分的遮挡视角因子;同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算。
获取障碍物个体情况,障碍物个体情况包括名称、开始方位(以正北为0°)、终止方位、视宽角、距离、距高比、隶属单位、建成(或出现)时间以及最高点的方位角、仰角、斜距。
获取四周障碍物仰角,经纬仪对障碍物控制区内,可见建(构)筑物、植物的最高仰角分别进行测量,从正北方开始,按顺时针方向,方位每隔2°测量1次,以度(°)为单位,取1位小数。
获取观测场四周规定范围内高度大于1米障碍物,按下列要求划定:国家基准气候站、国家基本气象站从观测场围栏以外四周向外延伸50m,国家一般气象站向外延伸30m;在观测场4个角分别沿45°、135°、225°、315°方向,向外作4条直线,将调查区分为东、南、西、北4个区域;
按下列要求进行:若某个区域内有顶端高于观测场地平面1m以上的建(构)筑物或植物,则判定该区域内有建(构)筑物或植物;若某个建(构)筑物或植物恰在两个相邻区域的分界线上,则只应判定1个区域内有建(构)筑物或植物。
获取测场四周2m范围内人为破坏下垫面情况,分别调查每个区域内有无修建宽度大于1m的硬化道路或其他人为破坏下垫面的现象;若某个区域内的便道、建筑物、构筑物或其他设施恰在两个相邻区域的分界线上,则只应判定1个区域内有人为破坏下垫面情况。
步骤202:确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区(如图2所示),当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
步骤203:当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
具体的,Dx可以为观测场四周仰角0°~5.71°(国家基准气候站或国家基本气象站)或0°~7.13°(国家一般气象站)之间天空的无遮挡视角因子;
步骤204:当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
步骤205:当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
按照方向将观测场周围的区域划分为四个子区域;
优选的,可以按照东西南北是个方向划分四个子区域;
步骤206:利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
步骤207:利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
步骤208:利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
步骤209:当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( 1 - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
步骤210:当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
注:当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于并且接近Sd时,已不符合气象探测环境的要求。为避免此情况出现,将本项目的评分起始值设为3.9。
步骤211:当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
注:当公路路基距观测场围栏的直线距离小于并且接近Sd时,已不符合气象探测环境的要求,为避免此情况出现,将本项目的评分起始值设为3.9。
步骤212:当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S s S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
注:当水体距观测场围栏的直线距离小于并且接近Sd时,已不符合气象探测环境的要求,为避免此情况出现,将本项目的评分起始值设为3.9。
步骤213:当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × S r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
注:当干扰源体距观测场围栏的直线距离小于并且接近Sd时,已不符合气象探测环境的要求,为避免此情况出现,将本项目的评分起始值设为3.9。
步骤214:当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
步骤215:当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
步骤216:利用下式计算气象探测环境评估总分:
D0=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D0为气象探测环境评估总分。
优选的,步骤201中,评分项目信息还可以包括最多风向和次多风向,用16方位法表示;最近城镇或工矿区位于气象站站址的方位,以度(°)为单位,取整数;最近城镇或工矿区与气象站站址的距离,以千米(km)为单位,取1位小数。气象站站址在城镇或工矿区内的,记为0.0km;本地人口密度,以当地政府公布的最新统计结果为准,以人/平方千米为单位,取1位小数;经济发展水平,以当地政府最新公布的统计结果为准,以人民币元为单位,取整数;站址周围20km土地使用情况。
调查制作以下图像资料:观测场四周可视范围内地形和障碍物仰角遮蔽图,应按下列要求绘制:用折线图的形式从0°开始绘制,纵坐标为仰角,横坐标为方位角,依次绘制地形、植物、建筑物的仰角遮蔽图;地形仰角遮蔽图置于最底层,建筑物仰角遮蔽图置于最顶层;遮蔽图的折线下方,分别用不同颜色填充。若图层重叠时,重叠部分用上一层的颜色填充;标注图例;分别在纵坐标5.71°、7.13°的位置,各作1条判断障碍物是否符合气象探测环境保护要求的水平参考线。
气象站平面示意图和四周情况平面示意图,应按下列要求绘制:以观测场为中心,分别绘制气象站四周100m、500m范围平面示意图,图中应绘制障碍物及影响源;标注比例尺、方向,地形、障碍物和影响源的名称,障碍物的高度、到观测场围栏的最近距离、视宽角、仰角。
地面观测场四周全景照片,按下列要求拍摄制作:照相机水平架设在观测场中心,镜头距地高度1.5m,从方位0°开始拍摄至360°结束;在照片上标注最高障碍物的遮挡仰角和仰角0.0°标志线。
地面观测场全景照片,宜在较高的建筑物上俯拍。
本发明实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,全面掌握和科学评估国家级气象观测站探测环境现状,为保护气象探测环境、调整优化气象观测站网提供科学依据,为实现气象探测环境动态跟踪管理提供有力支撑,为省(区、市)气象局探测环境保护工作提供科学依据,实现了全国气象站探测环境动态跟踪管理。
如图3所示,本发明一个实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估系统包括:
信息获取模块301,用于获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
环境评分模块302,用于结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角;
总分评估模块303,用于对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
优选的,所述环境评分模块包括:
第一项目分值计算单元,用于确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区,当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
第二项目分值计算单元,用于当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
第三项目分值计算单元,用于当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
第四项目分值计算单元,用于当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
第五项目分值计算单元,用于利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
第六项目分值计算单元,用于利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
第七项目分值计算单元,利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
第八项目分值计算单元,用于当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( I - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
第九项目分值计算单元,用于当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十项目分值计算单元,用于当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十一项目分值计算单元,用于当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S S S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十二项目分值计算单元,用于当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × S r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十三项目分值计算单元,用于当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
第十四项目分值计算单元,用于当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
优选的,所述总分评估模块包括:
总分评估单元,用于利用下式计算气象探测环境评估总分:
D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D为气象探测环境评估总分。
优选的,所述信息获取模块包括:
地形遮挡视角因子计算单元,用于对障碍物的仰角进行测量;将障碍物划分成直角三角形和梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物的遮挡视角因子;当同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算;
障碍物遮挡视角因子计算单元,在观测点测得障碍物的仰角和视宽角,分别假定为障碍物的高度和宽度,使用面积计算公式得到障碍物遮挡视角因子累计值。
本发明实施例的地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,采用的方法为地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,因此针对地面气象观测站气象探测环境调查评估系统的特征与地面气象观测站气象探测环境调查评估方法相同,在此不再赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种地面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估方法包括:
获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角;
对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
2.根据权利要求1所述的面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,所述结合所述气象站信息和观测场信息计算环境定量评分项目分值,包括:
确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区,当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
按照方向将观测场周围的区域划分为四个子区域;
利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( 1 - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S s S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × S r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
3.根据权利要求2所述的面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,所述对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分,包括:
利用下式计算气象探测环境评估总分:
D0=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D0为气象探测环境评估总分。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,所述评分项目信息包括地平圈遮挡仰角、地形遮挡视角因子累计值、障碍物个体情况、障碍物仰角、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物的视宽角累计值、高度大于1米障碍物信息、观测场四周2m范围内人为破坏下垫面情况、观测场围栏外2m以内人工护坡、观测场日出方向和日没方向内障碍物最大仰角中的至少一项。
5.根据权利要求4所述的面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,所述获取气象站信息包括气象站名称、类别、区站号、详细地址、观测任务、观测记录开始日期、所处气候区、建(迁)站情况、探测环境备案和保护专项规划编制情况中的至少一项;
所述观测场信息包括经度和纬度、拔海高度、地形特征、土壤性质、现址已使用年数、面积、形状、观测场是否建在屋顶和人为垫高观测场高度中的至少一项。
6.根据权利要求4所述的面气象观测站气象探测环境调查评估方法,其特征在于,获取地形遮挡视角因子累计值,包括:
对障碍物的仰角进行测量;
将障碍物划分成直角三角形和梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物的遮挡视角因子;
当同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算;
获取障碍物遮挡视角因子累计值,包括:
在观测点测得障碍物的仰角和视宽角,分别假定为障碍物的高度和宽度,使用面积计算公式得到障碍物遮挡视角因子累计值。
7.一种地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,其特征在于,所述地面气象观测站气象探测环境调查评估系统包括:
信息获取模块,用于获取气象站信息、观测场信息和评分项目信息;
环境评分模块,用于结合所述气象站信息、观测场信息和评分项目信息计算环境定量评分项目分值,所述环境定量评分项目包括:最近城镇或工矿区与气象站站址的距离、地形遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡视角因子累计值、障碍物遮挡方位、是否存在高度大于1m障碍物、人为破坏下垫面情况、是否存在人工护坡、人为垫高观测场高度、铁路路基距观测场围栏最近距离、公路路基距观测场围栏最近距离、水体距观测场围栏最近距离、干扰源体距观测场围栏最近距离、日出方向障碍物最大仰角和日没方向障碍物最大仰角;
总分评估模块,用于对各环境定量评分项目分值进行求和得到气象探测环境评估总分。
8.根据权利要求7所述的地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,其特征在于,所述环境评分模块包括:
第一项目分值计算单元,用于确定位于气象站站址最多风向的方位,以气象站站址为圆心10km为半径画圆,在正对最多风向的方位制作角度为90的扇形,将观测场划分为扇形A区和扇形以外的B区,将观测场周围10km的区域划分为半扇形C区和半扇形以外的D区,当最近城镇或工矿区位于A内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1为0.0,当最近城镇或工矿区位于B内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为2.0,当最近城镇或工矿区位于C内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为1.0,当最近城镇或工矿区位于D内时,最近城镇或工矿区与气象站站址的距离项目分值D1值为4.0;
第二项目分值计算单元,用于当地形遮挡视角因子累计值大于Dx时,地形遮挡视角因子累计值的项目分值D2为0.0,当地形遮挡视角因子累计值小于Dx时,利用下式计算地形遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 2 = Q 2 × D x - S d D x
其中,D2为地形遮挡视角因子累计值的项目分值,Dx为观测场四周天空的无遮挡视角因子,Sd为地形遮挡视角因子累计值,Q2为地形遮挡视角因子累计值权重分值;
第三项目分值计算单元,用于当障碍物遮挡视角因子累计值大于16200时,障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值D3为0.0,当障碍物遮挡视角因子累计值小于16200时,利用下式计算障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值:
D 3 = Q 3 × 16200 - S z 16200
其中,D3为障碍物遮挡视角因子累计值的项目分值;Sz为障碍物遮挡视角因子累计值;Q3为障碍物遮挡视角因子累计值权重分值;
第四项目分值计算单元,用于当障碍物累计遮挡方位小于360°时,利用下式计算障碍物遮挡方位的项目分值:
D 4 = Q 4 × 360 - F 360
其中,D4为障碍物遮挡方位的项目分值;F为障碍物遮挡的累计方位;Q4为障碍物遮挡方位权重分值;
第五项目分值计算单元,用于利用下式计算是否存在高度大于1m障碍物的项目分值:
D5=4-N
式中,D5为是否存在高度大于1m障碍物的项目分值,N为存在障碍物的子区域个数;
第六项目分值计算单元,用于利用下式计算人为破坏下垫面情况的项目分值:
D6=4-M
式中,D6为人为破坏下垫面情况的项目分值,M为存在人为破坏下垫面现象的子区域个数;
第七项目分值计算单元,利用下式计算是否存在人工护坡的项目分值:
D7=2-0.5×U
其中,D7为否存在人工护坡的项目分值,U为存在人工护坡的子区域个数;
第八项目分值计算单元,用于当观测场没有人为垫高或者人为垫高的高度小于等于0.5m时,人为垫高观测场高度的项目分值D8为6.0,当观测场有人为垫高,当人为垫高的高度大于1.0m时,D8为0.0,当人为垫高的高度大于0.5m并且小于等于1.0m时,利用下式计算人为垫高观测场高度的项目分值:
D 8 = Q 8 × ( 1 - H d - 0.5 0.5 )
其中,Hd为人为垫高观测场高度,Q8为人为垫高观测场高度的权重分值;
第九项目分值计算单元,用于当铁路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D9为4.0,当铁路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 9 = 3.9 × S t S d
其中,D9为铁路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,St为铁路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十项目分值计算单元,用于当公路路基距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值D10为4.0,当公路路基距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 10 = 3.9 × S g S d
其中,D10为公路路基距观测场围栏最近距离的项目分值,Sg为公路路基距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十一项目分值计算单元,用于当水体距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,水体距观测场围栏最近距离的项目分值D11为4.0,当水体距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算水体距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 11 = 3.9 × S s S d
其中,D11为水体距观测场围栏最近距离的项目分值,Sd为水体距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十二项目分值计算单元,用于当干扰源距观测场围栏的直线距离大于保护标准规定的距离Sd时,干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值D12为4.0,当干扰源距观测场围栏的直线距离小于保护标准规定的距离Sd时,利用下式计算干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值:
D 12 = 3.9 × S r S d
其中,D12为干扰源距观测场围栏最近距离的项目分值,Sr为干扰源距观测场围栏的最近距离,Sd为保护标准规定的距离;
第十三项目分值计算单元,用于当日出方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日出方向障碍物最大仰角的项目分值D13为0.0;
第十四项目分值计算单元,用于当日没方向存在最大仰角大于5°的障碍物时,日没方向障碍物最大仰角的项目分值D14为0.0。
9.根据权利要求8所述的地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,其特征在于,所述总分评估模块包括:
总分评估单元,用于利用下式计算气象探测环境评估总分:
D0=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8+D9+D10+D11+D12+D13+D14
其中,D0为气象探测环境评估总分。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的地面气象观测站气象探测环境调查评估系统,其特征在于,所述信息获取模块包括
地形遮挡视角因子计算单元,用于对障碍物的仰角进行测量;将障碍物划分成直角三角形和梯形或矩形,分别用相应的面积计算公式,求出障碍物的遮挡视角因子;当同一方位有障碍物重叠时,重叠部分的遮挡视角因子不应重复计算;
障碍物遮挡视角因子计算单元,在观测点测得障碍物的仰角和视宽角,分别假定为障碍物的高度和宽度,使用面积计算公式得到障碍物遮挡视角因子累计值。
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