[发明专利]一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法

摘要

本发明涉及一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，直接从网上得到研究区域的NetCDF数据和DEM数据，不需要研究区域测风站的数据，与传统利用矢量数据进行插值不同采用栅格数据进行插值，节省了数据预处理的时间；计算方法简单，可在较短时间内获取研究区域风速数据；其中，建立了基于反距离权重插值的非线性权重方程，利用Cressman客观分析方法和计算机数值模拟原理逐步订正风场权重函数的距离系数和起伏度系数，通过迭代法求解非线性权重最佳逼近方程，提高了复杂地形地区风场数值模拟的精度。

主权项

1.一种复杂地形地区风场地理数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A.获得目标区域所对应的实际DEM地理格网数据、实际观测风场地理格网数据、以及模拟观测风场地理格网，模拟观测风场地理格网中的各网格内为空，且模拟观测风场地理格网与实际观测风场地理格网数据在分辨率、左上角坐标、中心点彼此相一致；然后进入步骤B；步骤B.初始化循环次数n＝1，以及针对风场权重函数的距离系数a、风场权重函数的起伏度系数b分别初始化为预设数值，且a的值与b的值相等，然后进入步骤C；步骤C.分别针对目标区域所对应模拟观测风场地理格网中的各网格，获得目标区域所对应模拟观测风场地理格网中第i个网格、分别相对实际观测风场地理格网数据中其对应网格周围预设m个领域网格j_i的权重值I表示目标区域所对应模拟观测风场地理格网中网格的总数量，m表示预设网格周围领域网格的数量，然后进入步骤D；步骤D.分别获得目标区域所对应模拟观测风场地理格网中各网格内的模拟风速然后进入步骤E；步骤E.获得如下公式：获得当前循环次数n下的衡量参数RMSEn，然后进入步骤F；步骤F.判断循环次数n是否等于1，是则进入步骤H；否则而进入步骤G；步骤G.判断RMSEn是否不大于预设衡量阈值，以及RMSEn‑RMSEn‑1的值是否不大于预设衡量差值阈值，若以上两个判断结果同时为是，则获得当前循环下a、b的值，并进入步骤I；否则进入步骤H；步骤H.针对a、b的值，分别递增彼此相等的预设变化值，更新a、b的值，然后返回步骤C；步骤I.生成分辨率为目标区域所对应实际观测风场地理格网数据、预设第二倍数的地理格网，作为目标区域所对应的插值模拟风场，插值模拟风场中的各网格内为空，且插值模拟风场的投影坐标、格网大小、格网左上角坐标与实际观测风场地理格网数据一致，以及预设第二倍数大于1，然后进入步骤J；步骤J.根据所获a、b的值，按照的计算方式，针对插值模拟风场，进行基于起伏度的反距离权重插值，获得目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，然后进入步骤K；步骤K.判断目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据的分辨率是否达到预设分辨率要求，是则即获得满足预设分辨率要求的目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，并结束模拟方法；否则将目标区域所对应观测风场地理格网模拟数据，作为目标区域所对应的实际观测风场地理格网数据，并返回步骤A。