[发明专利]一种基于太阳辐射分区的水平面日总辐射数据获取方法

权利要求书

1.一种基于太阳辐射分区的水平面日总辐射数据获取方法，用于根据气象观测站点采集的气象数据获得目标地区的日太阳总辐射量，所述的目标地区没有辐射观测站点，其特征在于，按照以下步骤执行：

步骤1、获取地理范围内多个气象观测站点的气象数据，根据气象数据，获得观测数据矩阵；

对所述的观测数据矩阵进行聚类，获得多个标签；

根据所述的标签对地理范围进行划分，获得多个太阳辐射分区，所述的太阳辐射分区包括至少一个地区，其中一个太阳辐射分区包括目标地区；

步骤2、获得目标地区所在太阳辐射分区的累年日平均晴空指数；

步骤3、根据所述目标地区所在太阳辐射分区的累年日平均晴空指数，选择日总辐射量计算模型，具体包括：

若累年日平均晴空指数小于等于0.4，则日太阳总辐射量计算模型为其中G为日太阳总辐射量，单位为MJ/m²，G₀为日天文总辐射量，单位为MJ/m²，T_max为气象观测站点获得的日最高气温，单位为℃，T_min为气象观测站点获得的日最低气温，单位为℃，S为气象观测站点获得的日照时数，单位为h，S₀为可照时数，单位为h；a、b以及c均为常数系数；

若累年日平均晴空指数大于0.4且小于等于0.55，则日太阳总辐射量计算模型为其中E为气象观测站点获得的平均气压，单位为hPa，d为常数系数；

若累年日平均晴空指数大于0.55，则日太阳总辐射量计算模型为

步骤4、根据所述的日总辐射计算模型，获得所述的目标地区的日太阳总辐射量；

所述的步骤1具体包括：

步骤1.1、获取地理范围内N个具有地面气象观测站点地区的在t1年-t2年之间的观测数据，获得每个有气象观测站点地区的日照时数累年月均值数据以及日平均气温累年月均值数据，N为地面气象观测台站数量，N为正整数；

其中任一个有气象观测站点地区的日照时数的累年月均值数据包括其中表示第m个月日照时数累年月均值；任一个有气象观测站点地区的日平均气温累年月均值数据包括其中表示第m个月平均气温累年月均值；

步骤1.2、将所述的每个有气象观测站点地区的日照时数的累年月均值数据以及日平均气温累年月均值数据填充至一个N×25的矩阵中，获得观测数据矩阵；

所述的观测数据矩阵中每一行代表一个观测站点，第一列代表观测站点的编号，第二列至第十三列表示第1个月至第12个月日照时数累年月均值，第十四列至第二十五列表示第1个月至第12个月日平均气温累年月均值；

步骤1.3、对所述的观测数据矩阵中第二列至第二十五列的数值进行归一化，获得归一化后的观测数据矩阵；

步骤1.4、对所述的归一化后的观测数据矩阵进行层次聚类，获得标签类数；

根据所述的标签类数，为每一个有气象观测站点地区分配标签；

步骤1.5、根据所述的标签，对地理范围对应的地图进行划分，具体包括：

将同一标签对应的至少包含一个气象观测站点地区划分为一个太阳辐射分区，获得多个太阳辐射分区。

2.如权利要求1所述的基于太阳辐射分区的水平面日总辐射数据获取方法，其特征在于，获得所述步骤3中日总辐射计算模型的常数系数，具体包括：

在目标地区所在太阳辐射分区包括的所有地区中，选择至少一个标本地区，所述的标本地区为同时具有气象观测站点以及辐射观测站点的地区；

获得每一个标本地区中的气象观测数据以及辐射观测数据，获得标本数据，其中所述的气象观测数据包括可照时数S₀以及气象观测站点获得的日照时数S，还包括气象观测站点获得的日最高气温T_max和气象观测站点获得的日最低气温T_min和/或气象观测站点获得的平均气压E，所述的辐射观测数据包括标本地区的日太阳总辐射量G；

利用所述的标本数据对选择的日总辐射计算模型进行回归，获得所述的日总辐射计算模型的常数系数。