[发明专利]一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法及系统

说明书

本发明提出了一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法及系统，涉及风场监测领域。一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法，其包括如下步骤：S1：在高速飞行过程中采集三维风场的风向风速廓线数据；S2：将上述风向风速廓线数据进行格点化处理后，利用三维空间的地统计学方法对上述风向风速廓线数据进行空间插值，以获取空间区域化的三维风速风向空间分布；S3：将区域化的上述三维风速风向空间分布进行可视化表达；S4：多次重复步骤S1～步骤S3以实时更新步骤S2中空间插值和步骤S3中可视化表达的结果。本发明能够满足恶劣环境和地形复杂的地区使用，实现高效地风场监测。

技术领域

本发明涉及风场监测领域，具体而言，涉及一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法及系统。

背景技术

风场监测方法常见的有气象塔，低空超声测风雷达，地面气象多普勒雷达，以及探空气球和相干多普勒激光雷达等方法。然而上述方法均属于固定式的地面观测，仅能获得近固定位置的地面层/边界层的局域三维风速风向信息。受地形和下垫面的影响，诸如人员无法靠近的特定区域时，即使最新的相干多普勒激光雷达等可移动地面监测设备方案，其移动性会被大大限制。因此目前常规的风场监测方法无法适应于区域尺度及地形复杂的环境。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法，其能够满足恶劣环境和地形复杂的地区使用，实现高效地风场监测。

本发明的目的之一在于提供一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的系统，其能够满足恶劣环境和地形复杂的地区使用，实现高效地风场监测。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种适用于大区域复杂环境中风场高效监测的方法，其包括如下步骤：

S1：在飞行过程中采集三维风场的风向风速廓线数据；

S2：将上述风向风速廓线数据进行格点化处理后，利用三维空间的地统计学方法对上述风向风速廓线数据进行空间插值，以获取空间区域化的三维风速风向空间分布；

S3：将区域化的上述三维风速风向空间分布进行可视化表达；

S4：多次重复步骤S1～步骤S3以实时更新步骤S2中空间插值和步骤S3中可视化表达的结果。

在本发明的一些实施例中，上述步骤S2中，利用三维空间的地统计学方法对上述风向风速廓线数据进行空间插值，以获取空间区域化的三维风速风向空间分布，具体包括如下步骤：上述风向风速廓线数据根据不同高度层划分为平面风速风向数据，按照固定空间网格大小进行格点化，从而将密集的风速风向廓线数据，处理为不同空间位置的风速风向样点数据，再使用三维地统计学的方法，空间插值获取区域整个空间的网格化风速风向结果，进而形成三维风场空间。

在本发明的一些实施例中，上述步骤S1中还包括预设飞行路径，根据上述飞行路径采集上述风向风速廓线数据；其中预设上述飞行路径具体包括如下步骤：

S1-1：获取采集区域的中心点和目标点的坐标；

S1-2：根据上述中心点确认重点地面区域，上述重点地面区域包括上述目标点；

S1-3：按照“十”字形路径经过上述重点地面区域采集，其中以上述目标点作为“十”字形的交叉点；

S1-4：以上述目标点为圆心，且上述目标点至上述重点地面区域边界的1/2为半径大小环绕飞行一圈；

S1-5：以上述重点地面区域的边界上的任意一点为起点，按照“8”字形路径直线经过上述重点地面区域，其中上述目标点为“8”字形的交叉点。

S1-6：根据预设飞行次数多次重复步骤S1-5。