基于GIS的小尺度城市近地风风力模拟研究古黄玲陈海楠王韬---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除------本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---【摘要】在城市的近地风场研究中，盛行的大尺度风向和地形因素往往会成为主要的影响，目前大多数研究都是通过各种不同的插值法来实现风力资源的评估，但是忽略了近地风场的复杂性不能通过单一数学模型来进行，因此本文提出使用克里金插值法和WindEffect两种数学模型进行模拟研究。本次研究通过气象站数据的克里金插值，输出无地形影响的风力风向的栅格数据，然后通过WindEffect算法得出风力栅格图。【关键词】DEM；风力；GIS；WindEffect；插值分析：F062.2；P208：A：2095-2457（2018）33-0038-002DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.33.015【Abstract】Inthestudyofurbannear-fieldwindfields，theprevailinglarge-scalewinddirectionandtopographicfactorstendtobethemaininfluences.Atpresent，moststudiesusedifferentinterpolationmethodstoachievewindresourceassessment，butignorethenear-fieldcomplexityofthewindfieldcannotbeperformedbyasinglemathematicalmodel.Therefore，thispaperproposestousetheKriginginterpolationmethodandtheWindEffecttwomathematicalmodelsforsimulationresearch.Inthisstudy，theKriginginterpolationoftheweatherstationdataisusedtooutputtherasterdataofthewinddirectionwithoutterraininfluence，andthenthewindrastermapisobtainedbytheWindEffectalgorithm.【Keywords】DEM；Windpower；GIS；WindEffect；Interpolationanalysis0引言自然地理学中普遍认为，近地风的主要影响因素受到地转偏向力，水平气压梯度力，摩擦力这三个因素的影响。但是在小尺研究范围内的地转偏向力的影响---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---几乎可以忽略不计。而在城市中地面固化程度较高，因此在摩擦力系数相同的情况下，城市近地风主要由整体范围内的水平气压梯度力和地形起伏决定。目前，国内对近地风的研究主要应用于风能资源的评估，史同广等利用山东1：50000DEM数据，借助周边气象站数据，在冬季风向背景下，利用ARC/INFO软件，考虑一系列地形要素的影响，通过编写AML程序，实现了起伏地形的风速空间的分布[1]。高阳华等利用重慶1：250000DEM数据和气象资料，结合坡度坡向和高程分析两种插值方法，模拟了重庆市的风速分布[2]。张超和罗伯良通过MM5中尺度气象模式，结合CALMET模式和GIS技术对湖南风能进行了精细化的评估[3]。唐矗和洪冠新利用曲面样条插值建立复杂地形的三维数字模型以及其他理论计算三维风场[4]。然而在过去的相关的研究中的大多数只采用了单一的数学模型，却忽略了近地风场在多方因素影响形成的客观事实。另外部分研究所提出的计算模型只适用于其所研究的区域的风场，不具有普适性。本文所实使用的WindEffect算法是基于迎风对降水强度的影响取决于盛行的大尺度风向和地形屏障的海拔假设，充分考虑了高空风场和地形的影响，因此从数学模型的使用方面来看是合理的。而且城市的近地风场同样受高空风场和地形的影响较大，因此广泛的适用于城市近地风场的研究。本文通过克里金插值，通过WindEffect算法，利用湖南省1：50000DEM以及湖南省各气象站点2018年6月的风向和风速的平均数据，以此对株洲市近地风的大小进行模拟分析。1基于DEM风速模拟的思路与方法1.1预设条件本文中对风速的预测是针对大尺度季风背景下对小范围内的精细化预测。在研究过程中将风的摩擦力简化到只受到地形起伏的影响，因此更加适用于城镇地区或者地形起伏较大下垫面材质较为均一的地区。1.2技术流程---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---本文利用ArcGis和SAGA-GIS两个软件计算城市的近地风速。首先，我们将气象点在地图上标注，通过连接属性表将从中国气象数据网上下载的数据连接，接着实用克里金插值法输出无地形影响的网格风速风向，最后同时将研究区的DEM数...