一種用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其實(shí)施步驟如下：1）收集待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的測(cè)繪地形圖，提取等高線(xiàn)圖層；2）判斷測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；如果不能，則利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)完整計(jì)算區(qū)域，生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；3）利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)獲取完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件；4）將地形文件、地貌文件疊加得到地形地貌文件。本發(fā)明能夠完成高可靠性的風(fēng)電場(chǎng)地形地貌文件獲取，風(fēng)資源評(píng)估效率及精度高，具有精確度高、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電場(chǎng)微觀(guān)選址復(fù)核【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種風(fēng)電場(chǎng)微觀(guān)選址復(fù)核時(shí)用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法。

【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電場(chǎng)微觀(guān)選址復(fù)核是為確保擬安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全，對(duì)已形成的微觀(guān)選址方案，在已獲得擬建風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的資料基礎(chǔ)上，采用行業(yè)認(rèn)可的風(fēng)資源評(píng)估、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組微觀(guān)選址的方法和軟件，對(duì)方案進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)核風(fēng)力發(fā)電機(jī)組適用性的過(guò)程，并提出合理建議。根據(jù)IEC61400標(biāo)準(zhǔn)，要判斷風(fēng)電機(jī)組在擬安裝點(diǎn)位能否安全運(yùn)行，首先要計(jì)算該點(diǎn)位處的風(fēng)資源狀況，以便和風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和認(rèn)證時(shí)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)況相比較，以判斷擬安裝風(fēng)電機(jī)組是否安全。
[0003]地表粗糙度是邊界氣象學(xué)中反映地表下墊面形態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，是研究風(fēng)電場(chǎng)垂直分布廓線(xiàn)的重要參數(shù)，地表粗糙度條件對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的模擬和研究具有重要意義。在近地面層，風(fēng)速受到地面摩擦的影響較大。地表面的粗糙度等級(jí)越高，對(duì)風(fēng)的減速效果越明顯。地面粗糙度會(huì)影響到風(fēng)資源的分布，是影響風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況和湍流強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。受地形因素，坡度、地形起伏度、坡向等復(fù)雜地形下的風(fēng)速、風(fēng)向的變化更為復(fù)雜這對(duì)風(fēng)資源評(píng)估的精確性和安全性都提出了挑戰(zhàn)。
[0004]Meteodyn WT軟件(以下簡(jiǎn)稱(chēng)WT軟件)是由法國(guó)Meteodyn公司(美迪公司)研究開(kāi)發(fā)的基于CFD技術(shù)的風(fēng)資源評(píng)估軟件。WT軟件是專(zhuān)門(mén)為求解大氣邊界層問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的CFD軟件，可以提高復(fù)雜地形風(fēng)能資源評(píng)估的準(zhǔn)確性。WT軟件可以根據(jù)地形、粗糙度以及設(shè)定的熱穩(wěn)定度自動(dòng)生成網(wǎng)格與邊界條件，在關(guān)注區(qū)域以及關(guān)注點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格加密，得到風(fēng)電場(chǎng)區(qū)三維空間內(nèi)任一點(diǎn)的風(fēng)流及風(fēng)資源情況(平均風(fēng)速、湍流、極風(fēng)、入流角、發(fā)電量、能量密度等等)。因此準(zhǔn)確獲取風(fēng)場(chǎng)地面地形和粗糙度情況對(duì)微觀(guān)選址復(fù)核有重要意義。傳統(tǒng)地形文件處理時(shí)通常僅僅考慮風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組覆蓋范圍，并未考慮風(fēng)電場(chǎng)外圍擴(kuò)充范圍地形信息；傳統(tǒng)地貌文件獲取方法主要有兩種。其一是通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)大比例尺數(shù)字化地形圖而來(lái)；另一種方法是利用Google Earth影像截屏、四點(diǎn)定位方法獲取地表粗糙度。但是，傳統(tǒng)地形文件獲取方法忽略了風(fēng)電場(chǎng)周邊地形信息，影響了 CFD軟件建模精度；通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)大比例尺數(shù)字化地形圖方法而獲取的地表粗糙度結(jié)果精確，但是成本高，效率低，無(wú)法普及使用。另一種利用Google Earth影像截屏、四點(diǎn)定位方法獲取的地表粗糙度，影像精度不夠，細(xì)節(jié)信息丟失，無(wú)法準(zhǔn)確定位地表地貌的位置和類(lèi)別，精度較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠完成高可靠性的風(fēng)電場(chǎng)地形地貌文件獲取，風(fēng)資源評(píng)估效率及精度高，成本低、效率高的用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為: 一種用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其實(shí)施步驟如下:
1)收集待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的測(cè)繪地形圖；
2)判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)所述測(cè)繪地形圖生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所述測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，生成外擴(kuò)區(qū)域的補(bǔ)充地形圖，將所述測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；
3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)獲取所述完整計(jì)算區(qū)域的遙感圖像，根據(jù)所述遙感圖像獲取完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件；
4)將所述完整計(jì)算區(qū)域的地形文件、地貌文件在空間位置上完全匹配，然后進(jìn)行完全疊加得到完整計(jì)算區(qū)域的地形地貌文件。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟I)收集的測(cè)繪地形圖中所述待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的比例尺不小于1:10000，所述待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的擴(kuò)展區(qū)域是指在風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的基礎(chǔ)上向四周擴(kuò)展距離為1km的擴(kuò)展區(qū)域。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟2)的詳細(xì)步驟如下:
2.1)提取測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層；判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)所述等高線(xiàn)圖層生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.2);
2.2)利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所述測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域；獲取所述外擴(kuò)區(qū)域的SRTM影像文件，所述SRTM影像文件為柵格形式的影像文件；
2.3)將所述SRTM影像文件進(jìn)行矢量化處理，并提取出矢量格式的等高線(xiàn)作為提取得到的補(bǔ)充地形圖；
2.4)判斷所述補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系和測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將所述補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5);如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5)；
2.5)將所述測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟2.5)的詳細(xì)步驟如下:將所述測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并，然后將合并的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查和屬性檢查，判斷測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖的數(shù)據(jù)源相交的區(qū)域部分是否存在凸起或者凹陷的邊界，如果存在凸起或者凹陷的邊界則修正凸起或者凹陷的邊界；最終得到檢查和修正后的完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟3)的詳細(xì)步驟如下:
3.1)根據(jù)所述完整計(jì)算區(qū)域建立粗糙度勾繪邊界文件；
3.2)判斷所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系和預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3);如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3)； 3.3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)的遙感圖像加載所述粗糙度勾繪邊界文件，在所述全球遙感圖像中根據(jù)解譯標(biāo)志對(duì)影像進(jìn)行解譯，在圖像上識(shí)別地物的性質(zhì)、類(lèi)型和狀況，并對(duì)地物類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，勾繪各個(gè)地物類(lèi)型之間的界線(xiàn)，不同地物類(lèi)型具有不同的粗糙度屬性值，且勾繪原則是以連續(xù)的、比重最大的地類(lèi)粗糙度值作為背景值，僅需勾繪出非連續(xù)的、數(shù)量較少的地物類(lèi)別，最終勾繪完成得到粗糙度文件；
3.4)對(duì)所述粗糙度文件中勾繪的不同地物類(lèi)分別賦予對(duì)應(yīng)的地表粗糙度屬性值；
3.5)獲取賦予地表粗糙度屬性的粗糙度文件并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換及投影轉(zhuǎn)換得到完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件。
[0011]本發(fā)明用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法具有下述優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)地形文件獲取方法忽略了風(fēng)電場(chǎng)周邊地形信息以致影響CFD軟件建模精度的缺陷，通過(guò)收集待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的測(cè)繪地形圖，綜合考慮風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的地形，能夠有效提高CFD軟件建模精度。
[0012]2、本發(fā)明包括判斷測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足計(jì)算要求的步驟，如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，生成外擴(kuò)區(qū)域的補(bǔ)充地形圖，將測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件，因此通過(guò)利用SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪獲取地形圖進(jìn)行增補(bǔ)，降低了數(shù)據(jù)獲取成本，提高了模擬精度。
[0013]3、本發(fā)明利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)獲取完整計(jì)算區(qū)域的遙感圖像，根據(jù)遙感圖像獲取完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件，由于預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)數(shù)據(jù)來(lái)源方便而且可免費(fèi)公開(kāi)獲取，例如可以使用Google Earth軟件獲取預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)等,從而使得獲取的地貌數(shù)據(jù)定位準(zhǔn)確，精度高。
[0014]4、本發(fā)明的步驟2)利用了現(xiàn)有GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理能力，步驟3)利用了遙感對(duì)地表信息的獲取和及時(shí)更新優(yōu)勢(shì)，從而將GIS和遙感技術(shù)結(jié)合，利用步驟4)將完整計(jì)算區(qū)域的地形文件、地貌文件在空間位置上完全匹配，然后進(jìn)行完全疊加得到完整計(jì)算區(qū)域的地形地貌文件，從而使得地形地貌文件的獲取具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施流程示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中步驟2)的實(shí)施流程示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行外擴(kuò)前的測(cè)繪地形圖。
[0018]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)行外擴(kuò)后的測(cè)繪地形圖。
[0019]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中步驟3)的實(shí)施流程示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的勾繪得到的粗糙度文件示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法的實(shí)施步驟如下:
I)收集待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的測(cè)繪地形圖。
[0022]本實(shí)施例中，步驟I)收集的測(cè)繪地形圖中待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的比例尺不小于1:10000，待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的擴(kuò)展區(qū)域是指在風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的基礎(chǔ)上向四周擴(kuò)展距離為1km的擴(kuò)展區(qū)域。由于測(cè)繪地形圖的風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域通常為不規(guī)則形狀或只涵蓋風(fēng)機(jī)所在范圍的很窄區(qū)域，并不包括風(fēng)場(chǎng)外沿區(qū)域地形或不包括遠(yuǎn)處測(cè)風(fēng)塔所在區(qū)域地形，而微觀(guān)選址復(fù)核計(jì)算時(shí)需要將風(fēng)機(jī)和測(cè)風(fēng)塔覆蓋區(qū)域地形再外延幾公里，以保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，因此本實(shí)施例在風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展使其包括擴(kuò)展區(qū)域以提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0023]2)提取測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層；判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)等高線(xiàn)圖層生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則利用預(yù)設(shè)的SRTM (航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù))數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，生成外擴(kuò)區(qū)域的補(bǔ)充地形圖，將測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
[0024]本實(shí)施例中，利用GIS (地理信息系統(tǒng))軟件提取測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層，GIS軟件具體使用ESRI公司開(kāi)發(fā)的ArcGIS Desktop桌面組件ArcMap和ArcToolbox, ArcMap和ArcToolbox可實(shí)現(xiàn)影像處理、地圖編輯、地圖投影、地圖格式轉(zhuǎn)換等功能。
[0025]如圖2所示，步驟2)的詳細(xì)步驟如下:
2.1)判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)等高線(xiàn)圖層生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.2)。
[0026]本實(shí)施例中，風(fēng)電場(chǎng)微觀(guān)選址復(fù)核使用的風(fēng)資源計(jì)算評(píng)估軟件為WT軟件，WT軟件會(huì)自動(dòng)判斷測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源計(jì)算要求，如果測(cè)繪地形圖中的地形數(shù)據(jù)不足，則WT軟件將自動(dòng)對(duì)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行外擴(kuò)。顯然，如果測(cè)繪地形圖中的地形數(shù)據(jù)不足，則風(fēng)電場(chǎng)外圍地形圖失真，不符合實(shí)際情況，如圖3所示，結(jié)果的準(zhǔn)確性將受到影響，因此使用完整計(jì)算區(qū)域的地形數(shù)據(jù)能夠提高獲取地形文件的準(zhǔn)確性。
[0027]2.2)利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域；獲取外擴(kuò)區(qū)域的SRTM影像文件，SRTM影像文件為柵格形式的影像文件。本實(shí)施例中進(jìn)行外擴(kuò)前的測(cè)繪地形圖如圖3所示，預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)分辨率為90米，利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)后得到的測(cè)繪地形圖如圖4所示。
[0028]2.3)將SRTM影像文件進(jìn)行矢量化處理，并提取出矢量格式的等高線(xiàn)作為提取得到的補(bǔ)充地形圖。
[0029]2.4)判斷補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系和測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5);如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5)。
[0030]本實(shí)施例中，補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系為WGS 1984地理坐標(biāo)系，測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系一般為北京54或西安80投影坐標(biāo)系，因此兩者不一致，需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例中具體是利用ESRI公司開(kāi)發(fā)的ArcGIS Desktop桌面組件ArcMap和ArcToolbox采用高斯投影法實(shí)現(xiàn)地圖投影功能，將補(bǔ)充地形圖所使用的WGS 1984地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為測(cè)繪地形圖所使用的北京54或西安80投影坐標(biāo)系。
[0031]2.5)將測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
[0032]本實(shí)施例中，步驟2.5)的詳細(xì)步驟如下:將測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并，然后將合并的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查和屬性檢查，判斷測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖的數(shù)據(jù)源相交的區(qū)域部分是否存在凸起或者凹陷的邊界，如果存在凸起或者凹陷的邊界則修正凸起或者凹陷的邊界；最終得到檢查和修正后的完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。將測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并時(shí)，特別是兩數(shù)據(jù)源相交的區(qū)域部分，可能存在數(shù)據(jù)突變、數(shù)據(jù)交叉情況，應(yīng)檢查是否存在突兀的凸起或者凹陷的邊界并進(jìn)行修復(fù),本實(shí)施例通過(guò)上述檢查以及修復(fù)措施,能夠確保測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并得到地形文件的準(zhǔn)確性。
[0033]3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)獲取完整計(jì)算區(qū)域的遙感圖像，根據(jù)遙感圖像獲取完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件。
[0034]地貌文件的處理過(guò)程包括對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯，判讀，識(shí)別地物類(lèi)型，勾繪地表粗糙度輪廓，標(biāo)記粗糙度屬性。本實(shí)施例中，結(jié)合GIS的地表粗糙度的獲取方法，將直接利用Google Earth上的全球遙感圖像庫(kù)作為預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)，無(wú)需下載影像，保留了豐富的地表信息，可廣泛應(yīng)用于無(wú)法直接獲得數(shù)字化地形圖的區(qū)域。
[0035]如圖5所示，步驟3)的詳細(xì)步驟如下:
3.1)根據(jù)完整計(jì)算區(qū)域建立粗糙度勾繪邊界文件。
[0036]3.2)判斷粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系和預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3);如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3)。Google Earth上的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系為WGS 1984地理坐標(biāo)系，粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系一般為北京54或西安80投影坐標(biāo)系，因此兩者不一致，需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例中具體是利用ESRI公司開(kāi)發(fā)的ArcGIS Desktop桌面組件ArcMap和ArcToolbox采用高斯投影法實(shí)現(xiàn)地圖投影功能，將粗糙度勾繪邊界文件所使用的北京54或西安80投影坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為Google Earth上的全球遙感圖像庫(kù)所使用的WGS 1984地理坐標(biāo)系。
[0037]3.3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)的遙感圖像加載粗糙度勾繪邊界文件，在全球遙感圖像中根據(jù)解譯標(biāo)志對(duì)影像進(jìn)行解譯(根據(jù)形狀、大小、陰影、色調(diào)、顏色、紋理、圖案、位置和布局等標(biāo)志直接在圖像上識(shí)別地物的性質(zhì)、類(lèi)型和狀況)，在圖像上識(shí)別地物的性質(zhì)、類(lèi)型和狀況，并對(duì)地物類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，勾繪各個(gè)地物類(lèi)型之間的界線(xiàn)(如植被、耕地、草地、居民地、水域等)，不同地物類(lèi)型具有不同的粗糙度屬性值，且勾繪原則是以連續(xù)的、比重最大的地類(lèi)粗糙度值作為背景值，僅需勾繪出非連續(xù)的、數(shù)量較少的地物類(lèi)別，最終勾繪完成得到粗糙度文件(如圖6所示)。
[0038]3.4)對(duì)粗糙度文件中勾繪的不同地物類(lèi)分別賦予對(duì)應(yīng)的地表粗糙度屬性值。WT軟件的森林冠層模型中，冠層高度通過(guò)當(dāng)?shù)氐牡乇泶植诙缺硎荆瑑烧咧g關(guān)系表示為:森林冠層高度(米)=20*zo，其中，Z0是表面網(wǎng)格中給出的粗糙度值。不同地物類(lèi)分別賦予對(duì)應(yīng)的地表粗糙度屬性值一般可結(jié)合實(shí)地野外調(diào)查資料獲得；但是，如果沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，則可以根據(jù)可研報(bào)告、微觀(guān)選址報(bào)告和Google Earth照片庫(kù)中的風(fēng)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖片來(lái)判斷冠層的密集程度和高矮分布，從而為不同地物類(lèi)分別賦予對(duì)應(yīng)的地表粗糙度屬性值。
[0039]3.5)獲取賦予地表粗糙度屬性的粗糙度文件并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換及投影轉(zhuǎn)換得到完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件。
[0040]4)將完整計(jì)算區(qū)域的地形文件、地貌文件在空間位置上完全匹配，然后進(jìn)行完全疊加得到完整計(jì)算區(qū)域的地形地貌文件。本實(shí)施例中，具體是在Global Mapper軟件中對(duì)地形文件和地貌文件進(jìn)行合并，即生成了微觀(guān)選址復(fù)核的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估所需的地形地貌輸入文件。
[0041]綜上所述，本實(shí)施例有效結(jié)合了 GIS對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理能力和遙感對(duì)地表信息的獲取和及時(shí)更新優(yōu)勢(shì)，提出了一種高效獲取地形地貌文件的方法，該方法有效利用預(yù)設(shè)的SRTM數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)原始地形數(shù)據(jù)進(jìn)行增補(bǔ)，有效地提高了地形數(shù)據(jù)獲取效率及模型模擬精度；參照預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)確定地表粗糙度，通過(guò)GIS軟件的投影轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，將在線(xiàn)的高分辨率遙感影像作為背景，與原始等高線(xiàn)地形圖坐標(biāo)系一致，地表地貌識(shí)別更加準(zhǔn)確，從而保證地表粗糙度地理位置和屬性的準(zhǔn)確性，相對(duì)傳統(tǒng)方法在空間位置準(zhǔn)確性和地表地貌刻畫(huà)精度方面有較大提高。
[0042]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其特征在于實(shí)施步驟如下: . 1)收集待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域的測(cè)繪地形圖； . 2)判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)所述測(cè)繪地形圖生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件；如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則利用預(yù)設(shè)的3奶1數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所述測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，生成外擴(kuò)區(qū)域的補(bǔ)充地形圖，將所述測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件； . 3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)獲取所述完整計(jì)算區(qū)域的遙感圖像，根據(jù)所述遙感圖像獲取完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件； .4)將所述完整計(jì)算區(qū)域的地形文件、地貌文件在空間位置上完全匹配，然后進(jìn)行完全疊加得到完整計(jì)算區(qū)域的地形地貌文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其特征在于，所述步驟1)收集的測(cè)繪地形圖中所述待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的比例尺不小于1:10000，所述待評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)及其擴(kuò)展區(qū)域的擴(kuò)展區(qū)域是指在風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的基礎(chǔ)上向四周擴(kuò)展距離為10匕的擴(kuò)展區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其特征在于，所述步驟2)的詳細(xì)步驟如下: 2.1)提取測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層；判斷所述測(cè)繪地形圖能否滿(mǎn)足風(fēng)資源評(píng)估軟件的風(fēng)資源計(jì)算要求，如果能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域，根據(jù)所述等高線(xiàn)圖層生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3)；如果不能滿(mǎn)足計(jì)算要求，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.2)； . 2.2)利用預(yù)設(shè)的部11數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)所述測(cè)繪地形圖進(jìn)行外擴(kuò)，將風(fēng)電場(chǎng)及其指定擴(kuò)展區(qū)域及外擴(kuò)區(qū)域作為完整計(jì)算區(qū)域；獲取所述外擴(kuò)區(qū)域的3奶1影像文件，所述3奶1影像文件為柵格形式的影像文件； .2.3)將所述3虹1影像文件進(jìn)行矢量化處理，并提取出矢量格式的等高線(xiàn)作為提取得到的補(bǔ)充地形圖； . 2.4)判斷所述補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系和測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將所述補(bǔ)充地形圖所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為測(cè)繪地形圖所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5)；如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2.5)； .2.5)將所述測(cè)繪地形圖的等高線(xiàn)圖層、補(bǔ)充地形圖合并生成完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其特征在于，所述步驟2.5)的詳細(xì)步驟如下:將所述測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖合并，然后將合并的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查和屬性檢查，判斷測(cè)繪地形圖、補(bǔ)充地形圖的數(shù)據(jù)源相交的區(qū)域部分是否存在凸起或者凹陷的邊界，如果存在凸起或者凹陷的邊界則修正凸起或者凹陷的邊界；最終得到檢查和修正后的完整計(jì)算區(qū)域的地形文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的用于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估的地形地貌文件獲取方法，其特征在于，所述步驟3)的詳細(xì)步驟如下: . 3.1)根據(jù)所述完整計(jì)算區(qū)域建立粗糙度勾繪邊界文件； .3.2)判斷所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系和預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系是否一致，如果不一致，則將所述粗糙度勾繪邊界文件所使用的地理坐標(biāo)系投影轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)所使用的地理坐標(biāo)系，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3)；如果一致，則直接跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.3)； .3.3)利用預(yù)設(shè)的全球遙感圖像庫(kù)的遙感圖像加載所述粗糙度勾繪邊界文件，在所述全球遙感圖像中根據(jù)解譯標(biāo)志對(duì)影像進(jìn)行解譯，在圖像上識(shí)別地物的性質(zhì)、類(lèi)型和狀況，并對(duì)地物類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，勾繪各個(gè)地物類(lèi)型之間的界線(xiàn)，不同地物類(lèi)型具有不同的粗糙度屬性值，且勾繪原則是以連續(xù)的、比重最大的地類(lèi)粗糙度值作為背景值，僅需勾繪出非連續(xù)的、數(shù)量較少的地物類(lèi)別，最終勾繪完成得到粗糙度文件； .3.4)對(duì)所述粗糙度文件中勾繪的不同地物類(lèi)分別賦予對(duì)應(yīng)的地表粗糙度屬性值； .3.5)獲取賦予地表粗糙度屬性的粗糙度文件并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換及投影轉(zhuǎn)換得到完整計(jì)算區(qū)域的地貌文件。
【文檔編號(hào)】G06T11/40GK104361616SQ201410615194
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】劉超, 王靛, 盛科, 趙萍, 楊佳元, 盧陳皓, 文雯, 吳俁墨, 李慧新 申請(qǐng)人:南車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司