CN113420458A - 一种风场数据精细化处理方法、装置、终端及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种风场数据精细化处理方法、装置、终端及介质，本申请方法包括：获取目标地区的风场数据和地形数据；根据风场数据和地形数据构建目标地区的网格模型；根据网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定网格单元的地形修正因数；根据网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到网格单元的插值风场数据；根据网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到目标地区的格点化风场数据。本申请根据气象站观测数据和地形数据利用插值法来得出更加高精度的气象数据时空分布特性，解决了现有的风场模拟方式仍存在精度不足的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及风场处理技术领域，尤其涉及一种风场数据精细化处理方法、装置、终端及介质。
背景技术
我国风力资源储量庞大，同时也极易受到大风、台风侵害。近年来的统计数据表明，随着全球气候变暖，极端天气频发，强风引发的输电线路事故率呈逐年增长趋势。强风天气给城市电网安全可靠运行带来严峻考验。
目前，电网部门风场模拟预警预测的方式获得相应的风场模拟数据，并根据获得的模拟数据为参考开展输电线路防灾减灾，从而提高电网设备抵抗强风气象的能力，保证城市电网的正常运作，但在实际应用中现有的风场模拟方式仍存在精度不足的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种风场数据精细化处理方法、装置、终端及介质，用于解决现有的风场模拟方式存在的精度不足的技术问题。
本申请第一方面提供了一种风场数据精细化处理方法，包括：
获取目标地区的风场数据和地形数据；
根据所述风场数据和地形数据构建所述目标地区的网格模型；
根据所述网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定所述网格单元的地形修正因数；
根据所述网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到所述网格单元的插值风场数据；
根据所述网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到所述目标地区的格点化风场数据。
优选地，所述反距离加权法格点化插值公式具体为：
式中，i为当前插值网格单元，fm(i)指利用网格单元i内气象站观测得到的风场数据所计算出来的合成插值数据，N为距离当前网格单元i一定范围dn内的气象观测站数量，fn(i)为从第n个气象站得到风场数据，wn为数值权重，dn为单元网格i与第n个气象站点直线距离，p为所述直线距离的幂。
优选地，获取目标地区的风场数据和地形数据之后还包括：
对所述风场数据和所述地形数据进行数据清洗处理。
优选地，所述数据清洗处理具体包括：无效数据剔除处理、缺失数据剔除处理以及极大误差数据剔除处理。
优选地，还包括：
通过数据可视化工具，将格点化风场数据转化为热力图图形，以将所述热力图图形加载到所述目标地区的GIS空间。
优选地，所述风场数据具体包括：风速、风向和气象站站点坐标。
优选地，所述地形数据包括：经纬度与坡度。
本申请第二方面提供了一种风场数据精细化处理装置，包括：
数据获取单元，用于获取目标地区的风场数据和地形数据；
网格构建单元，用于根据所述风场数据和地形数据构建所述目标地区的网格模型；
地形修正因数确定单元，用于根据所述网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定所述网格单元的地形修正因数；
格点化插值计算处理单元，用于根据所述网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到所述网格单元的插值风场数据；
格点化风场数据计算单元，用于根据所述网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到所述目标地区的格点化风场数据。
本申请第三方面提供了一种风场数据精细化处理终端，包括：存储器和处理器；
所述存储器中存储有程序代码，所述程序代码与如本申请第一方面提供的一种风场数据精细化处理方法相对应；
所述处理器用于执行所述程序代码。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有与如本申请第一方面提供的一种风场数据精细化处理方法相对应的程序代码。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供的方案基于高准确率、高时空分辨率的气象(预报)数据，结合目标地区GIS系统，能够根据气象站观测数据和地形数据利用插值法来得出更加高精度的气象数据时空分布特性，进而为目标地区的风警预测提供参考依据，为输电线路防灾减灾做辅助参考，解决了现有的风场模拟方式仍存在精度不足的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种风场数据精细化处理方法的第一个实施例的流程示意图。
图2为本申请提供的一种风场数据精细化处理方法的第二个实施例的流程示意图。
图3为本申请提供的一种风场数据精细化处理装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种风场数据精细化处理方法、装置、终端及介质，用于解决现有的风场模拟方式存在的精度不足的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请第一方面提供了一种风场数据精细化处理方法，包括：
步骤101、获取目标地区的风场数据和地形数据。
步骤102、根据风场数据和地形数据构建目标地区的网格模型。
需要说明的是，首先，获取目标地区的风场数据和地形数据，然后利用获得的风场数据和地形数据构建目标地区对应的网格模型。其中，本实施例的风场数据优选为从目标地区中的各个气象站点获取。
步骤103、根据网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定网格单元的地形修正因数。
需要说明的是，基于前面步骤得到的网格模型，基于该模型中的网格单元分布及地形数据，计算网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定网格单元的地形修正因数，例如，在某网格单元的平均坡度为0～0.2时地形修正因数取1，在平均坡度为0.2～0.5时地形修正因数取0.6～0.9，在平均坡度为0.5～0.8时地形修正因数取0.4～0.6，在平均坡度为0.8～1.2时地形修正因数取0.2～0.4等。
步骤104、根据网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到网格单元的插值风场数据。
需要说明的是，根据网格单元的风场数据，运用反距离加权法格点化插值算法对原始数据进行插值计算，提高风场数据的精度，从而得到高精度的风场数据，即本实施例提及的插值风场数据。
步骤105、根据网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到目标地区的格点化风场数据。
然后，插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到考虑地形因素的气象格点化数据。
本申请提供的方案基于高准确率、高时空分辨率的气象(预报)数据，结合目标地区GIS系统，能够根据气象站观测数据和地形数据利用插值法来得出更加高精度的气象数据时空分布特性，进而为目标地区的风警预测提供参考依据，为输电线路防灾减灾做辅助参考，解决了现有的风场模拟方式仍存在精度不足的技术问题。
以上为本申请提供的一种风场数据精细化处理方法的第一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种风场数据精细化处理方法的第二个实施例的详细说明。
请参阅图2，在上述第一个实施例的基础上，本申请第二个实施例提供了一种风场数据精细化处理方法，包括：
更具体地，反距离加权法格点化插值公式具体为：
式中，i为当前插值网格单元，fm(i)指利用网格单元i内气象站观测得到的风场数据所计算出来的合成插值数据，N为距离当前网格单元i一定范围dn内的气象观测站数量，fn(i)为从第n个气象站得到风场数据，wn为数值权重，dn为单元网格i与第n个气象站点直线距离，p为直线距离的幂。
更具体地，获取目标地区的风场数据和地形数据之后还包括：
步骤100、对风场数据和地形数据进行数据清洗处理。
更具体地，数据清洗处理具体包括：无效数据剔除处理、缺失数据剔除处理以及极大误差数据剔除处理。
需要说明的是，在步骤101之后，还可以进一步追加步骤100，通过对获取的数据进行数据筛选，将无效值、缺失值、极大误差值数据剔除，可以进一步提高数据处理的精度。
其中，获取数据应含有站点号、经度、纬度、风向、风速，坡度信息，以及数据对应的时间周期。格点化插值参数包括box，step和MISS_DATA，box表示插值范围，step代表格点化单元精度，MISS_DATA表示无效值。当待插值点周围规定范围内没有可以有效参考的气象站数据时，输出无效值
更具体地，还包括：
步骤106、通过数据可视化工具，将格点化风场数据转化为热力图图形，以将热力图图形加载到目标地区的GIS空间。
本实施例的步骤106通过将插值结果转化为以经度和纬度为横纵坐标的二维数组数据，以热力图的方式进行可视化处理，利用ArcMap和LSV(LocaSpace Viewer)地图软件将热力图映射到相应地理空间中，生成多维可视化风力图，将风速按数值以不同颜色渐变绘制于地区地图上层得到可视化的风速分布图。
更具体地，风场数据具体包括：风速、风向和气象站站点坐标。
更具体地，地形数据包括：经纬度与坡度。
关于本申请步骤101中获取到的风场数据，其至少包括每个站点的风速，风向及站点经纬度坐标；而获取到地区地形数据，其至少应包括区域内的经纬度与坡度数据。
以上为本申请提供的一种风场数据精细化处理方法的第二个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种风场数据精细化处理装置的一个实施例的详细说明。
请参阅图3，本申请第三个实施例提供的一种风场数据精细化处理装置，包括：
数据获取单元201，用于获取目标地区的风场数据和地形数据；
网格构建单元202，用于根据风场数据和地形数据构建目标地区的网格模型；
地形修正因数确定单元203，用于根据网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定网格单元的地形修正因数；
格点化插值计算处理单元204，用于根据网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到网格单元的插值风场数据；
格点化风场数据计算单元205，用于根据网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到目标地区的格点化风场数据。
另外，本申请第四个实施例还提供了一种风场数据精细化处理终端，包括：存储器和处理器；
存储器中存储有程序代码，程序代码与如本申请第一个实施例或第二个实施例提供的一种风场数据精细化处理方法相对应；
处理器用于执行程序代码，以实现本申请第一个实施例或第二个实施例提供的风场数据精细化处理方法。
本申请第五个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有与如本申请第一个实施例或第二个实施例提供的一种风场数据精细化处理方法相对应的程序代码。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的终端，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，包括：
获取目标地区的风场数据和地形数据；
根据所述风场数据和地形数据构建所述目标地区的网格模型；
根据所述网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定所述网格单元的地形修正因数；
根据所述网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到所述网格单元的插值风场数据；
根据所述网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到所述目标地区的格点化风场数据。
2.根据权利要求1所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，所述反距离加权法格点化插值公式具体为：
式中，i为当前插值网格单元，fm(i)指利用网格单元i内气象站观测得到的风场数据所计算出来的合成插值数据，N为距离当前网格单元i一定范围dn内的气象观测站数量，fn(i)为从第n个气象站得到风场数据，wn为数值权重，dn为单元网格i与第n个气象站点直线距离，p为所述直线距离的幂。
3.根据权利要求1所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，获取目标地区的风场数据和地形数据之后还包括：
对所述风场数据和所述地形数据进行数据清洗处理。
4.根据权利要求3所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，所述数据清洗处理具体包括：无效数据剔除处理、缺失数据剔除处理以及极大误差数据剔除处理。
5.根据权利要求1所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，还包括：
通过数据可视化工具，将格点化风场数据转化为热力图图形，以将所述热力图图形加载到所述目标地区的GIS空间。
6.根据权利要求1所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，所述风场数据具体包括：风速、风向和气象站站点坐标。
7.根据权利要求1所述的一种风场数据精细化处理方法，其特征在于，所述地形数据包括：经纬度与坡度。
8.一种风场数据精细化处理装置，其特征在于，包括：
数据获取单元，用于获取目标地区的风场数据和地形数据；
网格构建单元，用于根据所述风场数据和地形数据构建所述目标地区的网格模型；
地形修正因数确定单元，用于根据所述网格模型中网格单元的平均坡度，结合坡度数值与地形修正因数的对应关系，确定所述网格单元的地形修正因数；
格点化插值计算处理单元，用于根据所述网格单元的风场数据，结合反距离加权法格点化插值公式的计算，得到所述网格单元的插值风场数据；
格点化风场数据计算单元，用于根据所述网格模型，将相同网格单元的插值风场数据与地形修正因数进行乘积计算，得到所述目标地区的格点化风场数据。
9.一种风场数据精细化处理终端，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器中存储有程序代码，所述程序代码与如权利要求1至7任意一项所述的一种风场数据精细化处理方法相对应；
所述处理器用于执行所述程序代码。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有与如权利要求1至7任意一项所述的一种风场数据精细化处理方法相对应的程序代码。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210921 |