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专利号: 2020107490952
申请人: 北部湾大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于空间矢量数据的地物朝向及迎风面计算方法,其特征在于,包括下述步骤:S1、地物数据的预处理:将地物的轮廓表达为统一走向的多边形;

S2、轮廓边的提取:将步骤S1地物的多边形进行打散,并提取所有的轮廓边;

S3、地物朝向的计算:根据步骤S1的多边形走向,通过外侧法线单位矢量获得地物每条所述轮廓边的地物外侧法线方向;

在步骤S3中,将多边形走向统一为顺时针方向或逆时针方向,地物外侧法线的方向通过象限角表示并利用标准笛卡尔坐标系获得轮廓边的方向;

在步骤S3中,对于顺时针表示轮廓边的方向,所述轮廓边逆时针旋转90度后为地物外侧法线方向;对于逆时针表示轮廓边的方向,所述轮廓边顺时针旋转90度后为地物外侧法线方向;

S4、地物风面的判断:根据步骤S3中每条所述轮廓边的地物外侧法线方向与风向之间的夹角判断地物迎风面;

在步骤S4中,每条所述轮廓边的地物外侧法线方向与风向之间的夹角为a,其中,当cos(a)>0,该轮廓边对应的面为地物迎风面,当cos(a)<0,该轮廓边对应的面为地物背风面,当abs(a)=90,轮廓边对应的面与风向平行;

S5、地物迎风面面积的计算:根据步骤S4中的所述地物迎风面计算地物迎风边投影长度,并通过所述地物迎风边投影长度及地物的高度计算获得地物的迎风面积;

在步骤S5中,所述地物迎风边投影长度计算公式为:

L1=w1*cos(a1)公式(1)

其中,L1为地物迎风边投影长度,w1为地物迎风面对应边的长度,a1为地物迎风面对应轮廓边的地物外侧法线方向与风向之间的夹角,且cos(a1)>0;

当cos(a2)<0时,L2=w2*cos(a2)公式(2)其中,L2为地物背风边投影长度,w2为地物背风面对应边的长度,a2为地物背风面对应轮廓边的地物外侧法线方向与风向之间的夹角;

所述地物的迎风面积计算公式为:

Area1=L1*h公式(3)

其中,Area1为地物迎风面面积,L1为地物迎风边投影长度,cos(a1)>0,h为地物的高度;

当cos(a2)<0时,Area2=L2*h公式(4)其中,Area2为地物背风面面积,L2为地物背风边投影长度,h为地物的高度。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间矢量数据的地物朝向及迎风面计算方法,其特征在于:在步骤S1中,将地物的轮廓先转成封闭的多边形,通过所述多边形导入GIS并进行拓扑检查,以构成统一走向的多边形。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间矢量数据的地物朝向及迎风面计算方法,其特征在于:在步骤S2中,在所述多边形的折点处进行分割,以对步骤S1的所述多边形进行打散。