CN113240725A

CN113240725A - 复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质

Info

Publication number: CN113240725A
Application number: CN202110546680.7A
Authority: CN
Inventors: 李运生; 周辉
Original assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Current assignee: Sungrow Renewables Development Co Ltd
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2041-05-19
Also published as: CN113240725B

Abstract

本发明公开了一种复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质，一种复杂山体有效光照地面面积确定方法包括：对目标山体区域等高线平面图进行转折区域划分；将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。本发明实施例公开的复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质，够获准确确定复杂山体的有效光照地面面积，满足光伏电站建设前的勘察需求。

Description

复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及光伏技术，尤其涉及一种复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质。

背景技术

光伏(Photovoltaic)是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。光伏是一种可再生的清洁发电方式，大力发展光伏产业符合环保的发展理念。

光伏系统需要占用大规模的场地布设光伏面板，但平原地区的土地资源十分珍贵，在平原地区建设大规模的光伏电站浪费土地资源，且成本很高，因此目前光伏行业正在发展在山区建设光伏电站。对于光伏电站的组件排布是基于有效光照地面面积进行排布估算光伏电站的容量，准确估算有效光照地面面积直接关系到光伏电站的容量和经济收益问题。但由于山区地形复杂，在复杂地形山体上进行光伏电站建设，前期的山体有效光照地面面积的估算，是直接关系到光伏电站的容量和征地面积核心问题。

对于实际复杂山体，由于山体的不规则性，导致实际可用面积估算出现很大偏差，使现场勘察需要反复，提高了工程成本和工程效率。目前对于山体面积的勘察有以下方案：方案一：通过人工现场测量再进行估算面积大小，但人工测量工作量大且现场复杂；方案二：通过辅助软件进行三维图生成和面积估算，但辅助软件一般均是通过三角形网格划分估算，将不同地形强制转换为各平面三角形，但每个三角形都和实际地形面积有误差，而后面的数据处理都是基于这个误差基础上进行的，从而导致最后的分析结果会出现很大误差。

综上所述，目前亟需一种兼顾成本和准确性的复杂山体的有效光照地面面积估算方案，从而不利于光伏产业的发展。

发明内容

本发明提供一种复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质，能够准确确定复杂山体的有效光照地面面积，满足光伏电站建设前的勘察需求。

第一方面，本发明实施例提供一种复杂山体有效光照地面面积确定方法，包括：

获取目标山体区域的等高线平面图；

根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；

将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。

在第一方面一种可能的实现方式中，根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，包括：

沿一预设方向计算等高线平面图中每一等高线上相邻点的矢量方向，将矢量方向变化程度超过第一阈值的点作为每一等高线上的交线点；

将每一交线点周围预设区域内，交线点到相邻等高线平面投影间距变化率超过第二阈值的线段作为目标山体的转折区域交线；

连接等高线平面图中各转折区域交线和交线点，确定等高线平面图的转折区域划分。

在第一方面一种可能的实现方式中，将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积之前，还包括：

根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向；

根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积。

在第一方面一种可能的实现方式中，根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向，包括：

分别将每一转折区域的两条相邻等高线划分出n等分点；

依次计算每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离；

根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离和两条相邻等高线的高度差ΔH，计算各转折区域的多个坡度θ_i，每一转折区域的最大坡度根据θ_i的最大值确定，每一转折区域的坡度变化率根据θ_i的变化率确定；

(其中i＝(1...n))

各转折区域的坡向根据转折区域的两条相邻等高线上的矢量方向变化情况确定。

在第一方面一种可能的实现方式中，根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积，包括：

根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点将每一转折区域分为n个子区域；

分别计算每一转折区域的n个子区域的平面投影面积；

根据每一子区域的平面投影面积与坡度，计算每一子区域的实际面积；

将每一转折区域的n个子区域的实际面积之和作为每一转折区域的实际面积。

在第一方面一种可能的实现方式中，将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际区域之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积，包括：

分别剔除坡向位于预设角度之外的转折区域、坡度超过预设坡度阈值的转折区域以及实际面积小于预设面积的转折区域；

将未剔除的转折区域的实际面积之和作为目标山体区域的有效光照地面面积。

在第一方面一种可能的实现方式中，坡度超过预设坡度阈值的转折区域，包括：

坡度最大值超过预设坡度阈值的转折区域；

或者坡度变化率超过预设变化率的转折区域，转折区域的坡度变化率根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离变化率确定。

在第一方面一种可能的实现方式中，获取目标山体区域的等高线平面图，包括：

通过卫星或无人机获取目标山体区域的等高线平面投影图；

将等高线平面投影图和等高差间距对应到同一尺寸精度的坐标系，得到各等高线的坐标信息。

第二方面，本发明实施例提供一种复杂山体有效光照地面面积确定装置，包括：

等高线平面图获取模块，用于获取目标山体区域的等高线平面图；

转折区域划分模块，用于根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化长度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；

有效光照地面面积计算模块，用于将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。

在第二方面一种可能的实现方式中，复杂山体有效光照地面面积确定装置还包括：

坡度计算模块，用于根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向；

实际面积计算模块，用于根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面任一种可能的实现方式的复杂山体有效光照地面面积确定方法。

本发明实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定方法、装置和存储介质，对目标山体区域等高线平面图进行转折区域划分；将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积，由于综合考虑了山体各区域的坡向、坡度和实际面积，因此确定的有效光照地面面积上，均能够建成光伏电站组件，因此采用本实施例提供的方法确定的目标山体区域的有效光照地面面积足够精确，能够满足光伏电站建设前的勘察需求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定方法的流程图；

图2为朝向判断示意图；

图3为等高线平面投影间距示意图；

图4为山体转折区域划分示意图；

图5为转折区域坡度计算示意图；

图6为转折区域实际面积计算示意图；

图7为本发明实施例提供的一种复杂山体有效光照地面面积确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定方法的流程图，如图1所示，本实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定方法包括：

步骤S101，获取目标山体区域的等高线平面图。

本实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定方法用于对地形比较复杂的山体区域的有效光照地面面积进行计算，其中，有效光照地面面积为光照时长、光照强度均满足预期，且面积满足建设光伏电站的光伏面板组件所需面积的地面面积。

光伏电站是依靠光伏面板吸收太阳光，并将太阳光的辐射能量转化为电能的发电系统。设置的光伏面板面积越大，光伏电站能够获取的能量也越大，因此光伏电站的建设区域中，有效光照地面面积的大小直接影响光伏电站的建设规划。传统的光伏电站一般建设在沙漠、戈壁等地区，一方面是由于这些地区的征地价格较低，另一方面是这些地区具有较大的平面地面，有效光照地面面积较大，但这些地区附近的用电需求有限，光伏电站产生的电能需要通过较长的输电线路传输。而其他的地区中，平原地区的地价较高且在平原地区建设光伏电站也浪费宝贵的平原土地资源；山地区域地价较低且一般不适于建设其他设施，因此在山地区域建设光伏电站能够节约土地资源且降低成本。

但由于地形复杂，山地区域的有效光照地面面积可能较少而不满足光伏电站的建设需求。因此在山地区域建设光伏电站之前，需要先对目标区域的有效光照地面面积进行估算。人工测量山地区域的光照地面面积工作量巨大，显然无法满足工程需求。而通过辅助软件进行估算的方案估算的光照地面面积均有较大误差，从而影响光伏电站的建设需求。

在本实施例中，提供一种复杂山体有效光照地面面积确定方法，首先需要获取目标山体区域的等高线平面图。目标山体区域是山区中计划建设光伏电站的区域，目标山体区域是光伏电站建设单位根据用电需求、地质条件、气象条件、建设成本等多方面因素确定的，根据上述各种条件再结合目标山体区域的有效光照地面面积，即可确定该目标山体区域是否适合建设光伏电站。等高线平面图是将地表高度相同的点连成一环线直接映射到平面形成水平曲线，不同高度的环线不会相合。通过等高线平面图可以分析出目标山体区域的地形状况。等高线平面图中相邻等高线的高度差ΔH反应等高线平面图的精度，ΔH越小意味着等高线平面图约精确，那么根据该等高线平面图确定的有效光照地面面积也更加精确。

目标山体区域的等高线平面图可以通过卫星或无人机获取。例如高精度的卫星结合地面测控站可以获取到厘米级的等高线平面图；或者可以采用带有卫星定位系统的无人机拍照，通过对无人机拍摄的照片进行分析可以得到等高线平面图；或者通过多台无人机群控飞行，群控无人机水平面协调抬升，雷达测距获取等高线精确坐标，从而生成等高线平面图。上述各种方法均可以获取到高精度的等高线平面投影图，将等高线平面投影图和实际的等高差间距ΔH对应到同一尺寸精度的坐标系下，从而可以获得各等高线的坐标信息。

步骤S102，根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域。

在等高线平面图中，同一条等高线的曲线矢量方向反映山体的坡向，相邻等高线的平面投影距离反映山体的陡峭程度，其中相邻等高线的平面投影距离越短说明山体约陡峭。综合每处山体的坡向和陡峭程度，即可划分出山体的转折区域。山体的转折区域是指山体中各个相对平坦的区域，相邻转折区域的坡向和/或陡峭程度不同，将山体的各个转折区域划分出来，再分别计算每一转折区域的面积，即可计算出整个山体区域的面积。对山体的转折区域划分从两个因素考虑，一个是同一等高线上的矢量方向的变化，另一个是相邻等高线的平面投影距离。

因此，根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域。等高线平面图中被划分后，分割为多个转折区域，每一转折区域由两条相邻的等高线以及两条转折区域交线构成。

具体地，根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，可以采用如下方法：

1、沿一预设方向计算等高线平面图中每一等高线上相邻点的矢量方向，将矢量方向变化程度超过第一阈值的点作为每一等高线上的交线点。

根据等高线平面图中每一等高线上相邻点的矢量方向，可以进行山体朝向的判断。首先，根据同一等高线的曲线变化情况确定等高线上每一点的朝向。

如图2所示，图2为朝向判断示意图。图2中首先将等高线平面图坐标转换到平面坐标XY轴的右上限(X>0,Y>0),再对同一条等高线按照逆时针方向计算相邻坐标的矢量方向，则矢量方向(X,Y)和东、南、西、北的对关系如下，其中x，y值反映了朝对应方向的程度：

(x＝0,y<0)正东(如34面)

(x＝0,y>0)正西(如12面)

(x<0,y＝0)正南(如23面)

(x>0,y＝0)正北(如14面)

(x<0,y<0)东南

(x>0,y<0)东北

(x<0,y>0)西南

(x>0,y>0)西北

矢量方向112＝(x1-x2,y1-y2)，矢量方向123＝(x2-x3,y2-y3)，矢量方向134＝(x3-x4,y3-y4)，矢量方向141＝(x4-x1,y4-y1)，逆时针旋转计算矢量方向。

确定等高线朝向的方法不以图2为限，例如可以通过顺时针旋转计算矢量方向或者采用其他方式判断等高线朝向。确定等高线上各点的朝向还可以是确定各点的具体朝向角度。

在确定了同一等高线的相邻点的矢量方向后，再根据同一等高线的相邻点的矢量变化方向程度判断各点是否为转折区域交线点。当等高线上一点与相邻点的矢量方向变化程度较大时，表示山体在改点处发生了方向变化，那么改点就是山体转折区域之间相交的点。其中，相邻点矢量方向的变化程度可以为第一阈值，第一阈值例如是(Δx,Δy)，将同一等高线的各相邻点的矢量方向相减，若相减之差大于第一阈值，则意味着该点为该等高线上一个转折区域的交线点。

2、将每一交线点周围预设区域内，交线点到相邻等高线平面投影间距变化率超过第二阈值的线段作为目标山体的转折区域交线。

在确定了每一等高线上的交线点后，接着就要确定各转折区域的交线。各转折区域的交线就是各转折区域之间相交的线。各转折区域由两条相邻的等高线和两条等高线间相邻的交线所组成。在确定各转折区域的交线时，以每一个已确定的交线点为起点，在每一交线点周围预设范围内，寻找该范围内相邻的等高线平面投影间距变化率超过第二阈值(Δl)的线段，将其作为一条转折区域交线。其中，平面投影间距就是在等高线平面图中各等高线之间线段的长度。图3为等高线平面投影间距示意图，如图3所示，La、Lb和Lc为三条等高线，等高线的精度为ΔH，即La和Lb、Lb和Lc的高度距离为ΔH。图中a1b1、a2b2、a3b3三条线段即为等高线La和Lb之间的三个平面投影距离。

3、连接等高线平面图中各转折区域交线和交线点，确定等高线平面图的转折区域划分。

在确定了等高线平面图中的各条转折区域交线后，再将各转折区域交线和交线点连接在一起，即可得到等高线平面图的转折区域划分。其中每条转折区域交线与另一条相邻等高线上的最近交线点连接，连接线之间无交叉。如图4所示，图4为山体转折区域划分示意图。图4中的各条线段将相邻等高线之间的区域划分为若干个区域，每个区域即为山体的一个转折区域。

在本实施例中，根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率对转折区域进行划分，那么划分出的每一转折区域的朝向和坡度变化是相对统一的。这样划分后的每一转折区域均可以看做是一个相对平坦的区域，那么就可以进一步判断每一转折区域是否适合建设光伏电站组件，这样的判断更贴近于实际的光伏电站建设情况，因此能够更加准确地确定目标山体区域的有效光照地面面积。而传统的山体区域光照面积确定方法中，仅是通过一定的方法将目标山体区域进行划分，然后结合光照条件建模布置光伏阵列，但并未考虑对目标山体的划分时每一划分的区域是否具有相同或相近的朝向和坡度。例如现有技术中仅根据等高线将山体区域划分为三角形区域，结合光照条件建模布置光伏阵列，那么划分的各三角形区域存在光照情况不同的区域被划分到一个三角区域中的不准确性，从而将影响确定有效光照地面面积的准确度。

根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域。

步骤S103，将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。

在对目标山体区域进行转折区域划分后，各转折区域分别是目标山体区域中相对平坦的区域，也就是每个转折区域具有大致统一的坡度和坡向。而只有坡度和坡向满足一定要求的区域的光照时长和光照强度才适合建设光伏电站组件。因此可根据光伏电站组件预设排布需求，选择坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域，然后计算所有满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，即可得到目标山体区域的有效光照地面面积。

具体地，在确定目标山体区域的有效光照地面面积时，可以先剔除坡向位于预设角度之外的转折区域、坡度超过预设坡度阈值的转折区域和实际面积小于预设面积的转折区域；然后将剩余的转折区域实际面积之和作为目标山体区域的有效光照地面面积。而坡度超过预设坡度阈值的转折区域，包括：坡度最大值超过预设坡度阈值的转折区域；或者坡度变化率超过预设变化率的转折区域，转折区域的坡度变化率根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离变化率确定。

其中，光伏电站组件预设排布需求可以为三个因素，一个是坡向，即转折区域朝向，例如在北半球一般选择朝向西南或东南的转折区域，或者根据目标山体区域的历史光照数据确定转折区域的坡向角度需求。第二是坡度，坡度过于陡峭的转折区域不满足光伏电站组件的排布求则需要剔除，其中坡度还可以包括最大坡度和坡度变化率。第三是实际面积，只有实际面积大于预设面积阈值的转折区域，才满足光伏电站组件的排布需求。最后，将满足上述三要求的所有转折区域的面积[TS1,…,TSi,…]累加则为该目标山体区域的有效地面光照面积VS。

根据本实施例提供的方法获取的目标山体区域的有效光照地面面积，由于综合考虑了山体各区域的坡向、坡度和实际面积，因此确定的有效光照地面面积上，均能够建成光伏电站组件，因此采用本实施例提供的方法确定的目标山体区域的有效光照地面面积足够精确，能够满足光伏电站建设前的勘察需求。

进一步地，在对目标山体区域进行转折区域划分后，需要对各转折区域的坡度、坡向和实际面积进行计算，其中，根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向。

在将等高线平面图划分为多个转折区域后，还需要计算每个转折区域的坡度和坡向。由于光伏电站的建设需要相对平坦的地面，因此建设光伏电站的光伏面板的区域坡度不能过大。且由于山体的不同坡面朝向不同方向，因此山体不同坡面的阳光照射时间也不同，而光伏电站的光伏面板建设区域的阳光照射时间需要满足一定时长，例如在北半球建设光伏电站需要将光伏面板建设在山体的南向山坡。因此，需要根据等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向。

在划分出山体的各转折区域之后，为了更加精确地确定各转折区域的坡度，可以采用如下方法计算各转折区域的坡度和坡向：

首先，分别将每一转折区域的两条相邻等高线划分出n等分点。

如图5所示，图5为转折区域坡度计算示意图，图5中的点m1、n1、n2、m2组成一个转折区域。对于每一个转折区域，将转折区域的相邻两条等高线划分出n等分点，然后一一对应连接相邻两条等高线划分出的n等分点。

然后，依次计算每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离。

也就是计算连接的各n等分点的线段的长度，其中，每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离还包括转折区域的交线的平面投影距离。例如对于点m1、n1、n2、m2组成的转折区域，得到的平面投影距离分别为Δl1、Δl2……。

接着，根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点的平面投影距离和两条相邻等高线的高度差ΔH，计算各转折区域的多个坡度θ_i，每一转折区域的最大坡度根据θ_i的最大值确定，每一转折区域的坡度变化率根据θ_i的变化率确定

(其中i＝(1...n))

由于相邻等高线之间的垂直高度差是确定的，即ΔH，因此可以根据简单的三角函数计算出各转折区域的多个坡度θ_i。每一转折区域可能并不是平面，因此转折区域的各处的坡度可能不同，因此根据上述方法可以得到每一转折区域多处的坡度。那么可以根据每一转折区域多个坡度θ_i中的最大值，确定转折区域的最大坡度，也可以根据每一转折区域的多个坡度θ_i的变化情况确定转折区域的坡度变化率。光伏电站组件的排布既有最大坡度的限制，也有坡度变化的限制，否走都会由于过于陡峭而无法进行排布。

最后，各转折区域的坡向根据转折区域的两条相邻等高线上的矢量方向变化情况确定。

各转折区域的整体朝向可以根据各转折区域交线点的矢量方向变化情况确定，与图2所示方法类似。

然后根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积。

光伏电站所使用的光伏面板尺寸一般较大，且光伏面板还需要其他配套设备和电缆，因此同一区域建设的光伏面板数量要达到一定数量，才能满足光伏电站的建设需求。那么仅能在转折区域的面积超过一定阈值时，才能在该转折区域建设光伏面板。而在等高线平面图中确定的各转折区域是各转折区域的平面投影面积，那么就需要根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积。

由于各转折区域包括两条相邻的等高线，而等高线一般并不是直线，且转折区域的坡度可能发生变化，因此为了更加准确地计算各转折区域的面积，可以采用小距离等效计算面积。可以采用图5所示方法将每一转折区域分为n个子区域，然后分别计算每一子区域的实际面积后相加，即可得到每一转折区域的精确实际面积。

具体地，该方法包括：根据每一转折区域的两条相邻等高线对应的n等分点将每一转折区域分为n个子区域；分别计算每一转折区域的n个子区域的平面投影面积；根据每一子区域的平面投影面积与坡度，计算每一子区域的实际面积；将每一转折区域的n个子区域的实际面积之和作为每一转折区域的实际面积。每个转折区域等分的子区域越多，那么计算得到的面积越接近实际面积。如果对每一转折区域的面积进行积分计算，那么结果就是实际面积。

图6为转折区域实际面积计算示意图，如图6所示，对于点m1、n1、n2、m2组成的转折区域，可以将其分为n个子区域，然后分别计算每一子区域的实际面积。对于每一子区域，例如点m1、n1、n3、m3组成的子区域，其平面投影面积可以等效为一个梯形的面积。梯形的上底长度tl1是m1m3的长度，梯形下底的长度tl2是n1n3的长度，梯形的高Δl1’是n’m’的长度，该子区域的平面投影面积PS是梯形面积，实际面积TS是平面投影面积PS乘以该子区域的坡度，其中该子区域的坡度可以根据图5所示方法计算。

根据以上平面投影的“小距离”等效面积计算，再结合坡度角系数计算出山体实际的面积，通过上述计算方法可以计算出山体所有转折区域的实际面积。

图7为本发明实施例提供的一种复杂山体有效光照地面面积确定装置的结构示意图，如图7所示，本实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定装置包括：

等高线平面图获取模块71，用于获取目标山体区域的等高线平面图；转折区域划分模块72，用于根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化长度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；有效光照地面面积计算模块73，用于将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。

本实施例提供的复杂山体有效光照地面面积确定装置用于执行图1所示复杂山体有效光照地面面积确定方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

可选地，图7所示复杂山体有效光照地面面积确定装置，还可以包括坡度计算模块74，用于根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向；实际面积计算模块75，用于根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积；

进一步地，有效光照地面面积计算模块73，具体用于剔除坡向位于预设角度之外的转折区域、坡度超过预设坡度阈值的转折区域和实际面积小于预设面积的转折区域；将剩余的转折区域实际面积之和作为目标山体区域的有效光照地面面积。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该程序被处理器执行实现一种复杂山体有效光照地面面积确定方法，该方法包括：获取目标山体区域的等高线平面图；根据等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为目标山体区域的有效光照地面面积。

需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种山体有效光照地面面积确定方法，其特征在于，包括：

获取目标山体区域的等高线平面图；

根据所述等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化程度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；

将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为所述目标山体区域的有效光照地面面积。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，包括：

沿一预设方向计算所述等高线平面图中每一等高线上相邻点的矢量方向，将矢量方向变化程度超过第一阈值的点作为每一等高线上的交线点；

连接所述等高线平面图中各转折区域交线和交线点，确定所述等高线平面图的转折区域划分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为所述目标山体区域的有效光照地面面积之前，还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据相邻等高线高度差和间距变化率计算各转折区域的坡度和坡向，包括：

分别将每一转折区域的两条相邻等高线划分出n等分点；

(其中i＝(1...n))

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各转折区域的平面投影面积和坡度计算各转折区域的实际面积，包括：

分别计算每一转折区域的n个子区域的平面投影面积；

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际区域之和，作为所述目标山体区域的有效光照地面面积，包括：

将未剔除的转折区域的实际面积之和作为所述目标山体区域的有效光照地面面积。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，坡度超过预设坡度阈值的转折区域，包括：

坡度最大值超过预设坡度阈值的转折区域；

8.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取目标山体区域的等高线平面图，包括：

通过卫星或无人机获取所述目标山体区域的等高线平面投影图；

将所述等高线平面投影图和等高差间距对应到同一尺寸精度的坐标系，得到各等高线的坐标信息。

9.一种复杂山体有效光照地面面积确定装置，其特征在于，包括：

转折区域划分模块，用于根据所述等高线平面图中每一等高线上的矢量方向变化和相邻等高线的间距变化率进行转折区域划分，其中，转折区域为同一等高线矢量方向变化长度超过第一阈值且相邻等高线间距变化率超过第二阈值的交线点分割出的区域；

有效光照地面面积计算模块，用于将坡向、坡度和实际面积均满足光伏电站组件预设排布需求的转折区域实际面积之和，作为所述目标山体区域的有效光照地面面积。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一所述的复杂山体有效光照地面面积确定方法。