一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法，包括：步驟1：選擇氣象源數(shù)據(jù)；步驟2：確定插值方案；步驟3：構(gòu)建微地形微氣象要素場；步驟4：驗(yàn)證微地形微氣象要素場；驗(yàn)證微地形微氣象要素場是驗(yàn)證微地形微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是否是最佳模型。如果是，則執(zhí)行步驟5；如果否，則返回步驟3，對初定的樣條次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到微地形微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是最佳模型為止；步驟5：繪制ArcGIS圖。本發(fā)明的構(gòu)建方法將提升電網(wǎng)安全的管理水平，提高抵御自然災(zāi)害的應(yīng)對能力，研究成果也將保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定和日常運(yùn)營。
【專利說明】
一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及到輸電線路的微地形微氣象領(lǐng)域，尤其涉及一種微地形微氣象要素場 的構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以多年的氣象觀測資料為主，通過構(gòu)建微地形微氣象要素場，獲得微地形微氣象 區(qū)輸電線路氣象災(zāi)害的主要特點(diǎn)，揭示輸電線路氣象災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律，最終建立輸電線 路災(zāi)害與微地形微氣象之間的統(tǒng)計(jì)模型。
[0003] 在電網(wǎng)建設(shè)力度日益?zhèn)樤龅那闆r下，輸電線路的分布越來越密集，一些輸電線路 甚至布設(shè)在高山之中，所受氣象災(zāi)害的幾率大為提高，其對微地形微氣象的要求也隨之增 加。只有通過現(xiàn)有氣象觀測站點(diǎn)的觀測資料才能實(shí)現(xiàn)微地形微氣象要素場的構(gòu)建?，F(xiàn)有國 家級氣象觀測站點(diǎn)相對比較稀疏，難以滿足密集分布的輸電線路對于精細(xì)化氣象要素場的 要求，區(qū)域級氣象觀測站點(diǎn)建設(shè)時(shí)間比較晚，而且觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量相對較差，沒有經(jīng)過數(shù)據(jù)質(zhì) 量控制，不太適宜于直接利用。因此有必要基于氣象站的觀測資料，通過微地形微氣象要素 的建模，了解精細(xì)化的氣象特征和輸電線路氣象災(zāi)害規(guī)律。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有觀測站點(diǎn)分布的缺陷，解決密集輸電線路對于微地形微氣象的要 求，本發(fā)明提供一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法，包括：
[0005] 步驟1:選擇氣象源數(shù)據(jù);所述氣象源數(shù)據(jù)包括:實(shí)際氣象站觀測值、數(shù)值模式輸出 場;具體為:根據(jù)實(shí)際氣象站觀測值與數(shù)值模式輸出場的優(yōu)劣比較，選擇氣象源數(shù)據(jù)；
[0006] 步驟2:確定插值方案;具體為:根據(jù)月平均氣象要素場的分布規(guī)律，確定插值方案 及其統(tǒng)計(jì)模型，并初定樣條次數(shù)；
[0007] 步驟3 :構(gòu)建微地形微氣象要素場;具體為:根據(jù)確定的插值方案及其統(tǒng)計(jì)模型和 初定的樣條次數(shù)，構(gòu)建微地形微氣象要素場；
[0008] 步驟4:驗(yàn)證微地形微氣象要素場;驗(yàn)證微地形微氣象要素場是驗(yàn)證微地形微氣象 要素場的統(tǒng)計(jì)模型是否是最佳模型;如果是，則執(zhí)行步驟5;如果否，則返回步驟3，對初定的 樣條次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到微地形微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是最佳模型為止；
[0009] 步驟5:繪制ArcGIS圖；所述繪制ArcGIS圖是將微地形微氣象要素場展示在ArcGIS 圖上。
[0010] 進(jìn)一步地，所述實(shí)際氣象站觀測值是氣象部門部署的各種氣象觀測儀器所探測并 記錄的測量值;所述數(shù)值模式輸出場包括中國T639模式、日本Japan模式、歐洲ECMWF模式； 所述氣象站包括國家級氣象站、區(qū)域級氣象站。
[0011] 進(jìn)一步地，所述月平均氣象要素由氣象源數(shù)據(jù)通過日平均值計(jì)算得到;所述分布 規(guī)律是指氣象要素場的統(tǒng)計(jì)特征，隨著海拔高度、經(jīng)度和煒度變化的特性。
[0012] 進(jìn)一步地，所述確定的插值方案包括ANUSPLIN插值方案，即確定的ANUSPLIN插值 方案是基于ANUSPLIN軟件實(shí)現(xiàn)的；
[0013]所述ANUSPLIN插值方案基于局部薄盤光滑樣條函數(shù)法的。
[0014]進(jìn)一步地，ANUSPLIN的插值方案的統(tǒng)計(jì)模型為：
[0015] Zi = f(Xi)+bTyi+ei，（i = l，···，N)，N為正整數(shù)；
[0016] 式中zi是位于空間i點(diǎn)的因變量，xi為d維樣條獨(dú)立變量，f為需要估算的關(guān)于xi的 未知光滑函數(shù)，yi為P維獨(dú)立協(xié)變量，b為yi的p維系數(shù)矩陣，d、p取自然數(shù)，b T是b的轉(zhuǎn)置矩陣， ei為期望值為0的自變量隨機(jī)誤差;其中的因變量Zl是月平均氣象要素，Xl為經(jīng)度、煒度， yi 為海拔高度。
[0017] 進(jìn)一步地，樣條次數(shù)m取2以上的自然數(shù)，按照從小到大的順序選擇。
[0018] 進(jìn)一步地，所述驗(yàn)證微地形微氣象要素場采用交叉驗(yàn)證。
[0019] 進(jìn)一步地，所述交叉驗(yàn)證包括：
[0020] (1)在對微地形微氣象要素場進(jìn)行擬合和生成插值之前，對所建立的ANUSPLIN插 值方案進(jìn)行合理性評價(jià)；
[0021] (2)計(jì)算所有氣象站的實(shí)際觀測值與估算值之間的誤差值。
[0022] 進(jìn)一步地，所述最佳模型判斷標(biāo)準(zhǔn):GCV最小、模型殘差比最小、信號自由度小于氣 象站數(shù)的一半;所述統(tǒng)計(jì)模型滿足其中一種即被認(rèn)為是最佳模型。
[0023]進(jìn)一步地，經(jīng)過ANUSPLIN插值方案輸出的微地形微氣象要素場，其空間分辨率為 0.01° X0.01。，或者為0.05° X0.05。，格式為ESRI ASCII GRID，采用"ASCII TO Raster"轉(zhuǎn) 換工具，把輸出的微地形微氣象要素場導(dǎo)入到ArcGIS中，采用從最小值到最大值區(qū)間進(jìn)行 漸變色賦值并進(jìn)行圖形化輸出，添加色標(biāo)，得到微地形微氣象要素場的ArcGIS圖。
[0024]本發(fā)明通過ANUSPLIN插值方案，將空間分辨率較粗的氣象站點(diǎn)要素?cái)U(kuò)展到較細(xì)的 非氣象站點(diǎn)上，獲得精細(xì)化的氣象要素分布，得到?jīng)]有觀測場地的氣象要素背景值，解決輸 電線路沿線沒有氣象要素的缺陷，由此為有效設(shè)計(jì)電網(wǎng)帶來幫助，為監(jiān)測預(yù)警氣象災(zāi)害提 供指導(dǎo)。
[0025] 本發(fā)明的構(gòu)建方法將提升電網(wǎng)安全的管理水平，提高抵御自然災(zāi)害的應(yīng)對能力， 研究成果也將保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定和日常運(yùn)營。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 微地形微氣象要素場的構(gòu)建，涉及到月平均氣溫、氣壓、相對濕度和風(fēng)速。所謂微 地形微氣象要素場的構(gòu)建，是指基于目前比較稀疏的觀測值，通過一定的插值方案將其插 值到所需要的精細(xì)要素場中，得到精細(xì)化的格點(diǎn)要素場分布。形成的格點(diǎn)要素場是指按照 等經(jīng)煒度方式順序排列的，精細(xì)化的格點(diǎn)空間分辨率可以是0.01°、〇.05°或0.1°等。
[0028] 圖1所示為本發(fā)明的一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法，包括選擇氣象源數(shù)據(jù)、 確定插值方案、構(gòu)建微地形微氣象要素場、驗(yàn)證微地形微氣象要素場、繪制ArcGIS圖。
[0029]下面對各步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]步驟1:選擇氣象源數(shù)據(jù)。
[0031] 現(xiàn)有氣象源數(shù)據(jù)比較多，因此要從眾多的氣象源數(shù)據(jù)選擇合適的氣象源數(shù)據(jù)，作 為插值方案及構(gòu)建微地形微氣象要素場的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0032] 氣象源數(shù)據(jù)包括:實(shí)際氣象站觀測值、數(shù)值模式輸出場。
[0033] 選擇氣象源數(shù)據(jù)具體為:根據(jù)實(shí)際氣象站觀測值與數(shù)值模式輸出場的優(yōu)劣比較， 選擇出合理的氣象源數(shù)據(jù)。一般認(rèn)為要選擇觀測值、偏差小或者是經(jīng)過質(zhì)量控制的氣象源 數(shù)據(jù)。
[0034] 實(shí)際氣象站觀測值是氣象部門部署的各種氣象觀測儀器所探測并記錄的測量值， 包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速等地面實(shí)際觀測要素，以及氣象站的經(jīng)度、煒度和海拔高度。目 前氣象站觀測值能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、匯聚和上傳，且時(shí)間密度很高，達(dá)到分鐘量級。 [0035] 數(shù)值模式輸出場包括中國T639模式、日本Japan模式、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心 (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)模式等主要種類。一般 認(rèn)為ECMWF模式再分析和預(yù)報(bào)資料準(zhǔn)確度高，且精細(xì)化程度也高。數(shù)值模式輸出場為格點(diǎn)分 布。
[0036] 所述氣象站包括國家級氣象站、區(qū)域級氣象站。國家級氣象站指的是國家基本站、 國家基準(zhǔn)站;其優(yōu)點(diǎn)是資料時(shí)段長、質(zhì)量得到保證，缺點(diǎn)是觀測站點(diǎn)少，空間分辨率大約在 40~50km。區(qū)域級氣象站指的是在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)布設(shè)的氣象觀測站點(diǎn)，分為單要素、四要素和六 要素站點(diǎn)，單要素只觀測降水，四要素觀測氣溫、降水、風(fēng)速、風(fēng)向，六要素除與四要素觀測 要素相同外還有濕度、氣壓。區(qū)域級氣象站的優(yōu)勢是站點(diǎn)密度高，空間分辨率大致在15~ 20km，缺點(diǎn)是沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，資料質(zhì)量難以把握。
[0037] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由于ECMWF模式同實(shí)際氣象站觀測值相比，存在一定的 偏差，故舍棄ECMWF模式。進(jìn)一步地，在實(shí)際氣象觀測值中，由于區(qū)域級氣象觀測值沒有經(jīng)過 質(zhì)量控制，故選擇出最終的氣象源數(shù)據(jù)為國家級氣象觀測值。
[0038]步驟2:確定插值方案。
[0039] 根據(jù)月平均氣象要素場的分布規(guī)律，確定插值方案及其統(tǒng)計(jì)模型，并初定樣條次 數(shù)。
[0040] 所述分布規(guī)律是指氣象要素場的統(tǒng)計(jì)特征，隨著海拔高度、經(jīng)度和煒度變化的特 性。
[0041] 進(jìn)一步地，在確定插值方案后，還包括實(shí)施月平均氣象要素插值。
[0042] 月平均氣象要素包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速等，所述月平均氣象要素由氣象源數(shù) 據(jù)通過日平均值計(jì)算得到。所述氣溫是指大氣溫度，氣壓是指大氣壓力，濕度是指濕潤程 度，風(fēng)速是指風(fēng)的速度。
[0043]空間數(shù)據(jù)內(nèi)插是根據(jù)一組已知的離散數(shù)據(jù)或分區(qū)數(shù)據(jù)，按照某種數(shù)學(xué)關(guān)系推求出 其他未知點(diǎn)或未知區(qū)域數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)過程。目前空間數(shù)據(jù)內(nèi)插常用的方法包括泰森多邊形 法、移動(dòng)平均法、樣條插值法(Spl ine法）、空間自協(xié)方差最佳插值法(Kriging法）、薄盤光滑 樣條函數(shù)法(TPS)等。其中樣條插值法(Spline法)是采用多項(xiàng)式對采樣曲線進(jìn)行分段修勻， 其擬合過程相當(dāng)于用曲板來繪制分段連續(xù)的曲線，薄盤光滑樣條函數(shù)法(TPS)是對樣條插 值法的曲面擴(kuò)展。
[0044]基于統(tǒng)計(jì)插值技術(shù)的空間自協(xié)方差最佳插值法(Kriging法)和薄盤光滑樣條函數(shù) 法(TPS)，建模時(shí)只將空間分布作為觀測數(shù)據(jù)的函數(shù)，而不需要其先驗(yàn)知識和物理過程，能 提高插值的準(zhǔn)確度。但是考慮到誤差估計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算的簡便，在氣象源數(shù)據(jù)插值中選 擇使用局部薄盤光滑樣條函數(shù)法。
[0045]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在月平均氣象要素的構(gòu)建時(shí)用到的是插值方案是 ANUSPLIN插值方案，即確定的ANUSPLIN插值方案是基于ANUSPLIN軟件實(shí)現(xiàn)的，并且該 ANUSPLIN插值方案基于局部薄盤光滑樣條函數(shù)法的。
[0046] ANUSPLIN軟件是針對氣象數(shù)據(jù)曲面擬合的，基于樣條插值理論，允許引進(jìn)多元協(xié) 變量的線性子模型，且模型系數(shù)可根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)確定，可平穩(wěn)地處理二維以上的樣條，為引 入多個(gè)影響因子作為協(xié)變量進(jìn)行氣象要素空間插值提供可能。
[0047] ANUSPLIN的插值方案的統(tǒng)計(jì)模型為：
[0048] Zi = f(Xi)+bTyi+ei(i = 1，…，N)，N為正整數(shù)；（1)
[0049] 式中zi是位于空間i點(diǎn)的因變量，xi為d維樣條獨(dú)立變量，f為需要估算的關(guān)于xi的 未知光滑函數(shù)，yi為P維獨(dú)立協(xié)變量，b為yi的p維系數(shù)矩陣，d、p取自然數(shù)，b T是b的轉(zhuǎn)置矩陣， ei為期望值為0的自變量隨機(jī)誤差。其中的因變量21是月平均氣象要素，Xl為經(jīng)度、煒度， yi 為海拔高度。
[0050] 光滑函數(shù)f和系數(shù)矩陣b通過最小二乘法估計(jì)確定：
[0052]式中Jm(f)是函數(shù)f(Xl)的粗糙度測度函數(shù)，定義為函數(shù)f的m階偏導(dǎo)(m即樣條次 數(shù)）;P是正的光滑系數(shù)。樣條次數(shù)m-般取2以上的自然數(shù)，按照從小到大的順序選擇。
[0053]步驟3:構(gòu)建微地形微氣象要素場。
[0054]根據(jù)確定的插值方案及其統(tǒng)計(jì)模型和初定的樣條次數(shù)，構(gòu)建微地形微氣象要素 場。
[0055]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)建微地形微氣象要素場，是采用ANUSPLIN插值方案的， 所述ANUSPLIN插值方案基于ANUSPLIN軟件實(shí)現(xiàn)。
[0056] ANUSPLIN 軟件包括 6 個(gè)組件 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中用到了 SPLINA、AVGCVA和LAPGRD組件。
[0057] SPLINA:適用于小于2000個(gè)要素的點(diǎn)文件。允許一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立變量的任意數(shù)量 的（局部)薄盤光滑樣條函數(shù)。光滑系數(shù)通常由GCV(Generalised Cross Validation，廣義 交叉驗(yàn)證)決定。
[0058] AVGCVA:根據(jù)一系列不同的光滑系數(shù)，計(jì)算出由SPLINA生成的各表面與光滑系數(shù) 對應(yīng)的GCV和平均GCV值，計(jì)算結(jié)果將寫成一個(gè)文件為進(jìn)一步的制圖服務(wù)。
[0059] LAPGRD:進(jìn)行局部薄盤光滑樣條表面估值并計(jì)算貝葉斯標(biāo)準(zhǔn)誤差，結(jié)果是一個(gè)矩 形柵格文件。在使用時(shí)，需要設(shè)置參數(shù)，所述參數(shù)包括輸入?yún)?shù)文件名、經(jīng)煒度的范圍、協(xié)變 量(高程)文件、輸出文件格式、輸出插值格點(diǎn)文件名等。
[0060] ANUSPLIN軟件對輸入的數(shù)據(jù)格式有特定要求，此時(shí)需要利用SPSS軟件 (Statistical Product and Service Solutions，即統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案)把月平均 氣象要素處理成合適的格式，再形成固定的ASCII格式文件。經(jīng)過LAPGRD處理后得到的文件 即為微地形微氣象要素場。
[0061 ]步驟4:驗(yàn)證微地形微氣象要素場。
[0062]驗(yàn)證微地形微氣象要素場是驗(yàn)證微地形微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是否是最佳模 型。如果是，則執(zhí)行步驟5;如果否，則返回步驟3,對初定的樣條次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到微地形 微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是最佳模型為止。
[0063] 最佳模型判斷標(biāo)準(zhǔn):GCV最小、模型殘差比最小、信號自由度小于氣象站數(shù)的一半； 所述統(tǒng)計(jì)模型滿足其中一種即被認(rèn)為是最佳模型。
[0064] 由于樣條次數(shù)是可以調(diào)整的，因此可以按照自小到大的順序?qū)Τ醵ǖ臉訔l次數(shù)進(jìn) 行調(diào)整。
[0065] 本發(fā)明中，驗(yàn)證微地形微氣象要素場采用交叉驗(yàn)證方法(cross-valid-action)來 驗(yàn)證ANUSPLIN插值方案。交叉驗(yàn)證的過程包括：
[0066] 1、在對微地形微氣象要素場進(jìn)行擬合和生成插值之前，對所建立的ANUSPLIN插值 方案進(jìn)行合理性評價(jià)。合理性評價(jià)的依據(jù)包括:GCV或者殘差比的數(shù)值比較小，或者信號自 由度較小。
[0067] 2、計(jì)算所有氣象站點(diǎn)的實(shí)際觀測值與擬合值之間的誤差值。
[0068] 產(chǎn)生誤差的原因有兩方面，一是插值算法的準(zhǔn)確性，二是參與插值氣象站點(diǎn)的疏 密程度。對不同的插值方法，交叉驗(yàn)證可以準(zhǔn)確驗(yàn)證不同插值方法之間的相對精度。
[0069] 步驟5:繪制ArcGIS圖。
[0070]繪制ArcGIS圖的目的是將微地形微氣象要素場展示在ArcGIS圖上，即包括各種等 值線的色斑圖。通過繪制ArcGIS圖，可以看到微地形微氣象要素場的具體分布，比純粹的大 量格點(diǎn)化數(shù)據(jù)清晰得多。
[0071] ArcGIS是ESRI公司出品的地理信息系統(tǒng)總稱。
[0072] 在微地形微氣象要素場形成后，為了方便顯示微地形微氣象要素場的分布，采用 ArcGIS繪圖方式獲得清晰的微地形微氣象要素場的顯示結(jié)果。
[0073]本發(fā)明中，經(jīng)過ANUSPLIN插值方案輸出的微地形微氣象要素場，其空間分辨率為 0.01° X0.01。，或者為0.05° X0.05。等，格式為ESRI ASCII GRID(ESRI公司的ASCII格式）， 采用"ASCII TO Raster"（ASCII碼柵格化)轉(zhuǎn)換工具，把輸出的微地形微氣象要素場導(dǎo)入到 ArcGIS中，采用從最小值到最大值區(qū)間進(jìn)行漸變色賦值并進(jìn)行圖形化輸出，添加色標(biāo)，得到 微地形微氣象要素場的ArcGIS圖。
[0074]最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換;而一切不脫離本 發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微地形微氣象要素場的構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟1:選擇氣象源數(shù)據(jù)； 所述氣象源數(shù)據(jù)包括:實(shí)際氣象站觀測值、數(shù)值模式輸出場； 具體為:根據(jù)實(shí)際氣象站觀測值與數(shù)值模式輸出場的優(yōu)劣比較，選擇氣象源數(shù)據(jù)； 步驟2:確定插值方案； 具體為:根據(jù)月平均氣象要素場的分布規(guī)律，確定插值方案及其統(tǒng)計(jì)模型，并初定樣條 次數(shù)； 步驟3:構(gòu)建微地形微氣象要素場； 具體為:根據(jù)確定的插值方案及其統(tǒng)計(jì)模型和初定的樣條次數(shù)，構(gòu)建微地形微氣象要 素場； 步驟4:驗(yàn)證微地形微氣象要素場； 驗(yàn)證微地形微氣象要素場是驗(yàn)證微地形微氣象要素場的統(tǒng)計(jì)模型是否是最佳模型；如 果是，則執(zhí)行步驟5;如果否，則返回步驟3，對初定的樣條次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直到微地形微氣象 要素場的統(tǒng)計(jì)模型是最佳模型為止； 步驟5:繪制ArcGIS圖； 所述繪制ArcGIS圖是將微地形微氣象要素場展示在ArcGIS圖上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 優(yōu)選的，所述實(shí)際氣象站觀測值是氣象部門部署的各種氣象觀測儀器所探測并記錄的 測量值； 所述數(shù)值模式輸出場包括中國T639模式、日本Japan模式、歐洲ECMWF模式； 所述氣象站包括國家級氣象站、區(qū)域級氣象站。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于:所述月平均氣象要素由氣象源數(shù)據(jù)通 過日平均值計(jì)算得到； 所述分布規(guī)律是指氣象要素場的統(tǒng)計(jì)特征，隨著海拔高度、經(jīng)度和煒度變化的特性。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 所述確定的插值方案包括ANUSPLIN插值方案，即確定的ANUSPLIN插值方案是基于 ANUSPLIN軟件實(shí)現(xiàn)的； 所述ANUSPLIN插值方案基于局部薄盤光滑樣條函數(shù)法的。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)建方法，其特征在于： ANUSPLIN的插值方案的統(tǒng)計(jì)模型為： Zi = f(Xi)+bTyi+ei，（i = l，…，N)，N為正整數(shù)； 式中Zl是位于空間i點(diǎn)的因變量，XlSd維樣條獨(dú)立變量，f為需要估算的關(guān)于Xl的未知 光滑函數(shù)，yi為P維獨(dú)立協(xié)變量，b為yi的p維系數(shù)矩陣，d、p取自然數(shù)，bT是b的轉(zhuǎn)置矩陣，ei為 期望值為〇的自變量隨機(jī)誤差； 其中的因變量zi是月平均氣象要素，xi為經(jīng)度、煒度，yi為海拔高度。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 樣條次數(shù)m取2以上的自然數(shù)，按照從小到大的順序選擇。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 所述驗(yàn)證微地形微氣象要素場采用交叉驗(yàn)證。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 所述交叉驗(yàn)證包括： (1) 在對微地形微氣象要素場進(jìn)行擬合和生成插值之前，對所建立的ANUSPLIN插值方 案進(jìn)行合理性評價(jià)； (2) 計(jì)算所有氣象站的實(shí)際觀測值與估算值之間的誤差值。9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 所述最佳模型判斷標(biāo)準(zhǔn):GCV最小、模型殘差比最小、信號自由度小于氣象站數(shù)的一半； 所述統(tǒng)計(jì)模型滿足其中一種即被認(rèn)為是最佳模型。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的構(gòu)建方法，其特征在于： 經(jīng)過ANUSPLIN插值方案輸出的微地形微氣象要素場，其空間分辨率為0.01° X0.01°， 或者為0.05° X0.05。，格式為ESRI ASCII GRID，采用"ASCII TO Raster"轉(zhuǎn)換工具，把輸出 的微地形微氣象要素場導(dǎo)入到ArcGIS中，采用從最小值到最大值區(qū)間進(jìn)行漸變色賦值并進(jìn) 行圖形化輸出，添加色標(biāo)，得到微地形微氣象要素場的ArcGIS圖。
【文檔編號】G06F17/50GK105868443SQ201610171691
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】程登峰, 周后福, 夏令志, 劉靜, 李森林, 吳必文, 何彬方, 鄧淑梅
【申請人】國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 安徽省氣象科學(xué)研究所