[发明专利]接地金属材料用土壤腐蚀等级分布图的绘制方法及系统

权利要求书

1.接地金属材料用土壤腐蚀等级分布图的绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于土壤环境对金属材料腐蚀的检测方法，针对土样分析检测法构建灰色星座聚类评估模型，采集准确的土壤腐蚀速率；

利用监测点已获得的土壤腐蚀速率，通过空间插值算法进行插值，得到非监测区域的土壤腐蚀速率；

根据腐蚀速率进行土壤腐蚀性等级划分；

结合收集的实际运行信息修正和补充腐蚀等级数据，当实际运行信息和通过检测得到的腐蚀等级两者不一致时，按实际运行信息确定腐蚀等级；

在素色地理图上根据划定的不同等级范围分别用不同的鲜明颜色予以着色，同时标识变电站、换流站、发电厂、输电线路和各监测点符号及名称，进而绘制电力工程接地金属材料用土壤腐蚀等级分布图；

所述的灰色星座聚类评估模型，将每个土样的指标测量值，经过原始数据的极差变换手段转化为无纲量的坐标系，一个土样点用一颗“星点”表示，计算星座图中距离其余各点距离和最小的一点作为聚类中心，用该点的测试数据代表该区域的土壤腐蚀数据；

对土样的每个指标值进行极差变换，并使变换后的数值均落在[0°，180°]的闭区间内，计算公式为：

式中：a_ij为变换后的数据，以角度表示；X_ij为原始数据；X_jmax为第j个指标的最大值；X_jmin第j个指标的最小值；i为样本下标，j为指标下标；

对每个指标，根据其对系统变化的影响程度，分别给一个权重W_j,使

式中：W_j为第j个指标的权数，0W_j1；

对各个指标进行直角坐标计算：利用极坐标与直角坐标的变换关系，先求出每个点各项指标的X_i，Y_i值，然后将各点每项指标的X_i，Y_i值相加，即为各土样点的坐标值，其变换公式为：

式中：X_i为第i个样点的横坐标；Y_i为第i个样点的纵坐标；

绘制一个半径为1的上半圆，以圆中心为坐标原点，以上半圆底为横坐标X轴，并作出过原点的Y轴，根据X_i，Y_i的值确定每一个样点在星座图内的位置，将性质相似和接近的样点聚在一起，形成一个“星座”；

计算星座图中距离其余各点距离和最小的一点

式中：X_i为第i个样点的横坐标；Y_i为第i个样点的纵坐标；X,Y为星座图中一点；

将上式求得的样点作为聚类中心，用该点的腐蚀测量数据代表该区域的土壤腐蚀速率并参与空间插值算法。

2.根据权利要求1所述的接地金属材料用土壤腐蚀等级分布图的绘制方法，其特征在于，针对土样分析检测法，由于土壤分布不均匀的情况，在某一区域范围内，在对角线方向均匀采集多个土样，按照DL/T 1554-2016《接地网土壤腐蚀性评价导则》中的三指标法或八指标法分析土壤腐蚀特性，然后利用灰色星座聚类评估模型，获得土样的聚类中心，进而得到能够代表该区域的土壤腐蚀指标值，再根据土壤腐蚀指标值对应的腐蚀速率范围内任选一腐蚀速率值参与空间插值算法。

3.根据权利要求1或2所述的接地金属材料用土壤腐蚀等级分布图的绘制方法，其特征在于，所述的空间插值算法包括将监测点检测所得的土壤腐蚀速率数据及监测点地理位置信息代入公式：

式中，Z是插值点估计值；Z_i是第i个样本点观测值；λ_i是第i个样本点观测值的修正系数，其值为1/(1+H_i)；H_i为海拔高度，单位为km；D_i是插值点与第i个样本点之间的距离；n是用于估算插值点的样点数；p值为2；

其中R为地球半径，插值点的纬度角为β1，经度角为观测点的纬度角为β2，经度角为