基于srtm 数据的山地风电场风资源评估分析

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1、基于SRTM数据的山地风电场风资源评估分析　　摘要：我国山区风能资源丰富，观测资料匮乏。山区风能资源分布复杂，监测难度大，评价要求高，开发的各种不利条件错综复杂。尤其是在前期风资源的评估中，对于地形数据的高精度获取存在较大难度，这对于风力发电来说具有相当大的影响。本文针对山地风电场基于SRTM的风资源评估展开论述，作者提出了自己工作和学习中总结出的实用性观点和建议。　　关键词：山地风电场；风资源评估；SRTM　　十三五期间，石油和水电占比将在相当长时间内保持稳定，风电和光伏翻倍才能完成清洁能源消费占比≥15%目标。但是，预计十三五期间能源需求量较低，如何提高风

2、电发电效率，提升风电企业项目利润，对风资源评估提出了更高的要求。　　随着风力发电的大规模开发和商业化应用，风资源的评估成为当前能源发展与利用的重点项目。高效、快捷的风资源评估与风电场地选址，成为当前学者的研究课题。针对当前阶段，风资源评估之中经常会出现对地形测绘和地表状况研究困难的问题，部分学者开始使用SRTM数据来解决。但是，由于地形的复杂性与当前对STRM数据使用的经验欠缺，在实用过程中，存在一些不足。　　1现阶段山地风电场风资源评估中SRTM数据应用概述　　SRTM的全称是ShuttleRadarTopography5Mission，是指航天飞机雷达地形

3、测绘使命。而航天地形测绘是指利用人造地球卫星、宇宙发出啊、航天飞机等航天器作为工具，对地球表面的地形地貌等东西进行遥感测量。在现阶段中，由于SRTM数据的使用技术还不成熟，所以在使用过程中，会存在一定的问题。　　以往的航天测绘由于其精度有限，一般只能制作中、小比例尺地图。SRTM则是美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）以及德国与意大利航天机构共同合作完成联合测量，由美国发射的“奋进”号航天飞机上搭载SRTM系统完成。本次测图任务从2000年2月11日开始至22日结束，共进行了11天总计222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬60

4、度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。　　SRTM系统获取的雷达影像的数据量约9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，制成了数字地形高程模型（DEM），即现在的SRTM地形产品数据。此数据产品2003年开始公开发布，经历多修订，目前的数据修订版本为V4.1版本。该版本由CIAT（国际热带农业中心）利用新的插值算法得到的SRTM地形数据，此方法更好的填补了SRTM90的数据空洞。　　1.1地形复杂令SRTM数据精确度缺乏　　我国的地形地貌相对来说比较复杂，当前使用的各种技术，都难以让其数据的精确度与实际地形的精确度相互吻合

5、。使用SRTM数据来对地形进行表达时，它具有概括性和宏观性，从而导致细节缺失，使地形信息在细节上的表达缺乏。然而，风资源评估时，会因为地形的差异而导致评估结果受到一定的影响。5　　1.2SRTM数据操作多方面受限　　由于SRTM数据绘制的地图需要利用卫星等航天器来进行遥感测量，对于普通的研究所或者学者来说，对其进行测量的条件难以达到，自然也就难以使用SRTM数据来对风资源进行评估。换言之，在我国现阶段的情况下，SRTM数据的使用需要一定的条件来加以支撑，成本相对较高，难以实现该项技术使用的普遍性。　　2多种技术条件下的地形对比分析　　我国现阶段对于SRTM数据

6、的使用较为典型的是云南DGS高海拔复杂山地风电场风资源评估案例。在该项目中，分别绘制的SRTM数据转化二次的地图和实际测量中1：10000地图，同时对两个地图进行了比对，而后得出的结论是：两种数据的地形表达上具有一致性，吻合度较高。但是，由于SRTM数据本身的精确度会比实际地形的精确度低一些，所以，实际测量越是精细的地图，越会优于SRTM数据表达的地图。　　通常，可以利用模拟效率系数NSE对SRTM数据绘制地图进行校准与验证，其表达式如图（1）。　　在式中，Xmi是实测数据；Xpi是SRTM数据；Xm是实测数据的平均值；n是样本数；NSE是模拟效率系数。如果经

7、过该表达式计算后，NES数据在0.75到1.00之间，那么表示SRTM数据与实际测量地图的数据基本一致；如果NES数据在0.35到0.75之间，那么表示SRTM数据可以使用；但是，如果NES数据小于0.35，那么表示数据基本作废，不能使用。我国现阶段已经有相关案例证明，SRTM数据与实测数据地图吻合度较高，可以投入正常使用。5　　3风资源评估中SRTM数据实践经验　　3.1两种数据综合利用　　在上述中，表现了SRTM数据的准确性，同时，也揭示了其对细节性的地形表达缺乏。为了保证风资源评估的准确性，笔者认为，可以将两种方式一体化。两种方式的使用，可能会在一定程度

8、上提高项目实施的难度，但是，随着经济的