【《基于WindSim软件的测风塔数据的处理和地形处理分析案例》3700字】

基于WindSim软件的测风塔数据的处理和地形处理分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u5702基于WindSim软件的测风塔数据的处理和地形处理分析案例 179581.1使用SymphonieDataRetriever软件解密测风塔数据 1146321.2使用Windographer软件处理测风塔数据 2171822地形处理 531659本课题中的地形处理共分为四步： 5291582.1.下载雷达影像(SRTM)地形图数据 515342.2使用globalmapper12处理数据 687192.3使用GoogleEarth标注三个控制点 1020160(a)第一个控制点bhq1 1126675（b）第二个控制点bhq2 115812(c)第三个控制点bhq3 11200532.4使用WindSimTerrainEditor合成粗糙度与高度 121.1使用SymphonieDataRetriever软件解密测风塔数据我们从郴州北湖区风电场得到了2014年至2016年的测风塔数据“北湖区--6668--正常测风”，首先解压文件，在测风设备安装报告中得到测风塔数据的密码为“9876”，打开SDR(SymphonieDataRetriever，简称为SDR)软件，如图2.2所示为SDR的操作面板。图1.1SymphonieDataRetriever软件操作面板点击SymphonieDataRetriever软件操作面板上方的“File”，任意打开一个之前已经解压好的测风塔数据文件，然后点击打开“Edit”操作面板，在“EncryptionCode”中输入测风塔数据的密码“9876”，点击右上角的关闭按钮，在询问是否保存的弹窗中点击“是”，此时测风塔数据的解密工作已经完成。关闭SymphonieDataRetriever软件，以不影响后续软件的使用。1.2使用Windographer软件处理测风塔数据首先介绍Windographer软件中主要需要用到的Flag菜单，如表2-2所示，打开数据后的次级面板如表2-3所示。表3-1Windographer软件Flag菜单英文中文翻译ViewFavoriteFlagRules查看收藏标记规则FlagByScatterPlot用散点图标记FlagManually手动标记DefineFlags定义标记InspectandRemoveFlags检查移除标记FlagTowerShading标记测风塔阴影DefineFavoriteFlags定义收藏夹中的标记FlagwithRules用规则标记表3-2Windographer次级面板英文中文翻译Reports报告Tables图表WindRose风向玫瑰图DiurnalProfile日廓线ScatterPlot散点图Histogram柱状图Summary总结TimeSeries时间序列打开Windographer软件，在“File”窗口中打开解压好的整个测风塔数据文件夹，因为数据庞大，文件打开的过程需要等待大约20分钟。数据打开完毕后，点击“TimeSeries”，原始的测风塔数据的时间序列如图2.3所示，显然该数据含有异常数据。图1.2未经删补的测风塔数据时间序列接下来我们用Windographer软件对异常数据进行处理，点击“Flag”菜单中的“Flagmanually”，因为异常数据较少，逐一将几个异常数据选中，点击左下方的“RemoveAllFlagsfromSegment”，即可将异常数据删除，并在其他同时期的测风数据中将缺失的数据填补进去，并截取2015年1月1日至2015年12月31日一整年的数据，得到了处理好的测风塔数据，所有风向风向频率玫瑰图如图2.4所示。图1.3风向频率玫瑰图点击“File”菜单中的“ExportData”，在弹出的窗口中点击Windsim以导出Windsim软件所需的数据格式，格式选择默认的.tws格式，命名为“bhq.cefengtashuju”。将得到的.tws文件用记事本以TXT格式打开，确保测风塔的坐标正确。

2地形处理地形处理指通过GoogleEarth，GlobalMapper，WindSimTerrainEditor等软件处理得到包含高度和粗糙度信息的gws格式地形数据，该格式可以输入WindSim软件进行仿真分析，而高度和粗糙度信息的准确与否直接影响到仿真分析的结果，所以地形处理也十分关键。本课题中的地形处理共分为四步：使用Google进入网站“”，下载湖南省附近的雷达影像(SRTM)地形图数据；使用GlobalMapper12处理雷达影像(SRTM)地形图数据，生成高度粗糙度文件；使用GoogleEarth标注三个控制点；使用WindSimTerrainEditor合成高度和粗糙度。2.1.下载雷达影像(SRTM)地形图数据打开Google进入地形图数据下载网站“”，点击“SRTMData”，如图2.1。图2.1进入地形图数据下载网站尺寸我们选择Tile5x5degree，格式选择GeoTIFF，然后找到地图中湖南附近的方格，点击search。湖南省附近方格具体位置如图2.2。图2.2湖南省附近的方格位置点击“DownloadSRTM”下载湖南省附近的雷达影像(SRTM)地形图数据。下载完成得到压缩文件“srtm_59_07.zip”，即为湖南省附近的雷达影像(SRTM)地形图数据。2.2使用globalmapper12处理数据首先介绍GlobalMapper12的操作页面，GlobalMapper12有六种导入雷达影像(SRTM)地形图数据的方法，如表4-1所示。表4-1Globalmapper12导入文件方法英文中文翻译ManageLoadedData管理加载的数据FindDataOnline在线查找文件ImageryfromOnlineSources从网上的原始资料中投影DownloadFreeMaps下载自带的免费地图OpenYourOwnDataFiles打开你的数据文件Globalmapper12的功能界面如表格4-2所示，file(文件窗口)详情如表格4-3所示，Tool（工具菜单）如表4-4所示。表4-2Globalmapper12功能菜单英文中文翻译Edit编辑窗口File文件窗口Search工具窗口View视图窗口Help帮助窗口GPS搜索窗口表4-3Globalmapper软件文件菜单详情英文中文翻译OpenGenericASCITextFile打开通用的文本文件OpenDataFile(s)打开数据OpenDataFileatFixedScreenLocation在固定位置打开文件OpenECWFilefromtheWeb上网查找并打开ECW文件OpenAllFilesinaDirectoryTree打开所有数据UnloadAll全部删除CreateNewMapCatalog创建地图目录FindDataOnline在线搜寻数据DownloadOnlineImagery/Topo加载在线地形/图像LoadWorkspace加载工作窗口RunScript运行新的脚本SaveWorkspaceAs另存工作窗口SaveWorkspace保存工作窗口GenerateContours生成地形的等高线ExportGlobalMapperPackageFile导出全局映射程序ExportRaster/lmageFormat导出图像ExportElevationGridFormat导出高度网格ExportPDFFile导出PDFCaptureScreenContentstoImage捕捉屏幕内容到图像BatchConvert/Reproject批量转换/重新设计ExportVectorFormat导出矢量格式文件ExportWebFormat导出网页格式文件CombineTerrainLayers合并地形层CreateS-63UserPermitFile创建S-63用户许可文件RecentFile最近文件GenerateWatershed生成分水岭Rectify(Georeference)Imagery校正(地理参照)图像表4-4WindSim软件工具菜单详情英文中文翻译Zoom缩放Pan(Grab-and-Drag)移动Measure测量工具FeatureInfo功能（信息）ViewShed查看工作棚PathProfile/lOS路径配置文件ControlCenter控制中心CoordinateConVertor坐标变频器MapLayout地图布局工具Configure属性栏Digitizer数字化工具操作步骤如下：(1)打开GlobalMapper12软件，在主页选择“OpenYourOwnDataFiles”，导入1.1.1中下载的雷达影像(SRTM)地形图数据压缩文件“srtm_59_07.zip”。(2)将球面形态的地形图拓展成平面形态。依次点击“tool”(工具窗口)，“configure(属性栏)”，“Projection(工程面板)”，选择高斯区域6，并确认该区域与研究的风电场区域的经纬度和地形图的经纬度相符合，点击“Datum”，设置地形的基准点为北京1954；点击“PlanarUnits”，设置平面的单位为METERS(米)；然后点击“OK”，就可以将地形图由球面映射为平面，如图2.5所示，a为球面形态地形图，b为平面形态地形图。(a)(b)图2.4球面地形图转化为平面(3)添加三个控制点，确认所研究的风电场区域的地形图，点击“Tool(工具窗口)”中的“Digitizer(数字化工具)”，在Digitizer工作菜单中选择“CreateNewPoint/TextFeature(创建新的控制点/文本功能)”，创建三个控制点bhq1，bhq2，bhq3，其坐标如表2.4所示。表2.4三个控制点的坐标纬度经度X坐标Y坐标控制点126°01'31.2729"N112°51'40.2694"E19686320.222881082.401控制点225°22'40.7918"N112°22'39.2060"E19638646.92808691.574控制点325°21'42.0177"N113°02'8.9033"E19704940.112807728.477(1)将地形图以高度网格格式输出。点击“File”(文件窗口)中的“ExportElevationGridFormat(导出高度网格格式文件)”，在“SelectExportFormat”窗口中选择“WindSimGWSRoughness/ElevationFile(Windsim中GWS格式的粗糙度/高度文件)”，如图1.3。点击“OK”，然后在出现的“WindSimExportOption”窗口中一次点击“ExportBounds”，“Drawabox”，然后框选所研究的风电场区域，如图1.4所示，点击“OK”。在“ExportElevationGridFormat”窗口中点击“OK”将文件保存为“bhq_dixingtu.gws”，高度网格格式地形图输出完成。图2.5选择输出格式图2.6框选风电场区域2.3使用GoogleEarth标注三个控制点谷歌地球是一款谷歌公司开发的虚拟地球软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。本课题使用GoogleEarth中文版获取粗糙度信息和实际风电场地理图片。步骤如下：(1)通过搜索找到风电场位置。点击主界面左侧的搜索框，输入湖南省郴州市北湖区风电场，点击北湖区风电场，调整地图缩放倍数，查看右下角的经纬度确认风电场大致区域。(2)标注三个控制点。点击“添加”中的“地标”，点击“新建地标”，分别输入经纬度并命名为“bhq1”，“bhq2”，“bhq3”，如图2.7，三个控制点的经纬度见表3-4。(a)第一个控制点bhq1（b）第二个控制点bhq2(c)第三个控制点bhq3图2.7添加坐标并命名点击左上角的保存以下载图片，将图片文件命名为“beihuqu.jpg”。Beihuqu.jpg图如图2.8所示。图2.8beihuqu.jpg地形图2.4使用WindSimTerrainEditor合成粗糙度与高度WindSimTerrainEditor可以将GlobalMapper中获取的bhq_dixingtu.gws高度网格地形图文件和GoogleEarth中获取的beihuqu.jpg地理位置图进行合成，合成能输入WindSim处理的高度粗糙度文件。WindSimTerrainEditor的主界面有六个功能菜单如表3-5所示。主要菜单详情介绍如表格4-6至4-10所示。表4-5WindSimTerrainEditor功能菜单英文中文翻译Edit编辑菜单Help帮助菜单Tools工具菜单Export输出菜单Help帮助菜单表4-6File菜单英文中文翻译New新建Save保存Open打开Exit退出Close关闭表4-7Edit菜单英文中译Redo重做Undo撤销表4-8Import菜单英文中译Terrainheightandroughness地形高度和粗糙度XYZheightandvegitationXYZ方向高度和植被Terrainroughness地形粗糙度Terrainheight地形高度表4-9Export菜单英文中译Terrain(.gws)输出GWS的格式地形图Exportmapimage输出地图图像表4-10Tools菜单英文中文翻译Adjustimagetoterrain根据地形调整图像Executegeorefencing匹配地形图地理坐标Displayterraindata显示地形图的地形数据Mergeroughnesslayers合并地形图粗糙度层操作步骤如下：(1)新建工程。点击“File(文件菜单)”中的“New(新建)”，在Projectdetails窗口输入工程名称，储存位置，并导入制作好北湖区风电场的地形图和在Googleearth中保存的图片“beihuqu”，如图2.9所示。、图2.9新建地形编辑器工程(2)标注三个地面控制点。在右侧“Layer

opacity(图层不透明度)”将“Height(高度)”和“Rough