[发明专利]气象参证站分区方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力勘测设计技术领域，尤其涉及一种气象参证站分区方法。

背景技术

常规气象站的观测资料，通常包括气压、气温、湿度、风速、风向、降水、蒸发、日照、冻土等多项内容，而以上的气象站观测内容均是电力勘测设计中需要的最基础资料。依据《电力工程气象勘测技术规程》(DL/T5158-2012)的规定，在电厂、变电站、输电线路等工程勘测设计中，在电力工程气象参证站选择中，应对被选气象站观测场与工程点两地的气候一致性、两地地形及海拔差异对气象要素的影响进行查勘分析，对所选气象站观测资料的适用性进行分析，要求其观测资料对工程点具有代表性，且便于移用。而对于如何选取气象参证站并没有明确的规定，当遇到选取气象参证站时，根据以上规定往往还是会出现无法确定气象参证站的问题。比如某工程选取在巴彦淖尔市某地，距离其最近的气象站有三个，而且距离都比较相近，同时也不能单纯的依据距离确定气象站的代表性。解决的办法就是将符合的气象站均作为气象参证站，比如上例中的工程，就需要将三个气象站的气象要素一一列举并计算结果，首先在收集气象资料上造成资源浪费，同时设计人员在选取设计气象要素时，势必选取对工程安全性的气象要素设计，但对工程勘测设计优化以及节约成本都有一定影响。

在工程水文中，有一种计算平均面雨量方法—泰森多边形。泰森多边形的始祖要追溯到1908年，冯洛诺伊首先在数学上限定了每个离散点数据的有效作用范围，即其有效反映区域信息的范围，并定义了二维平面上的冯洛诺伊图。1911年，荷兰气候学家泰森提出了一种根据离散分布的气象站的降雨量来计算平均面雨量的方法，即将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，并称这个多边形为泰森多边形。泰森多边形的特性是：

1、每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据；

2、泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近；

3、位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。

泰森多边形可用于定性分析、统计分析、邻近分析等。例如，可以用离散点的性质来描述泰森多边形区域的性质；可用离散点的数据来计算泰森多边形区域的数据；判断一个离散点与其它哪些离散点相邻时，可根据泰森多边形直接得出，且若泰森多边形是n边形，则就与n个离散点相邻；当某一数据点落入某一泰森多边形中时，它与相应的离散点最邻近，无需计算距离。

然而，这种泰森多边形仅仅适用于对平均降雨量进行分区，没有考虑对其他因素进行分区的具体方法，而电力工程不仅仅考虑降雨量；此外，它将空间直接简化成为了平面进行计算，依据《电力工程气象勘测技术规程》(DL/T5158-2012)的规定，在电力工程气象参证站选择中，应对被选气象站观测场与工程点两地的气候一致性、两地地形及海拔差异对气象要素的影响进行查勘分析，也就是说，这种分区方法并不精确。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种适用于工程实践且更为精确的气象参证站分区方法。

本发明提出的气象参证站分区方法包括：选择步骤，根据电力工程的设计目标，选择与电力工程区域相关的尽量多的气象参证站；其中，所述设计相关因素为气压、气温、湿度、风速、风向、降水、蒸发、日照、冻土中的一个或多个；初次划分步骤，将选择步骤选择出的气象参证站作为离散点，利用泰森多边形将电力工程区域划分为多个第一子区域；精细划分步骤，考虑影响气候的因素将工程区域进行划分，将划分出的第二子区域与通过初次划分步骤划分出的第一子区域进行比较，找出不重合的区域，根据不重合的区域的与设计相关因素相关的历史数据与相邻的多个气象参证站的历史数据的相似性将不重合的区域进一步划分为第三子区域；结合步骤，将初次划分步骤得出的第一子区域和精细划分步骤得出的第三子区域进行结合以获得电力工程区域的最终分区。

根据本发明的一个方面,所述初次划分步骤具体包括：坐标计算步骤，计算通过选择步骤所选择的每一个气象参证站的具体坐标；坐标标记步骤，将地形图作为一个平面，将气象参证站坐标以及电力工程区域标示在地形图上，并将相邻的三个气象参证站连接成三角形；泰森多边形计算与标记步骤，计算坐标标记步骤中作出的多个三角形的垂直平分线的交点，连接多个交点以形成围绕气象参证站的泰森多边形，使得泰森多边形内的点到相应气象参证站的距离最近，并将泰森多边形标记在地形图上以将电力工程区域划分为多个第一子区域。