本发明涉及光伏发电，尤其涉及一种基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法。
背景技术：
1、在所有形式的光伏场区中，山地光伏是设计、理解难度最大的一种，且其难度远超其它形式的光伏。
2、在山地光伏的设计和安装过程中必须考虑地形起伏，而等高线图是体现地形起伏情况的常用工具。山地光伏设计的其中一步便是将等高线图导入到山地光伏设计辅助软件中并依此生成立体地形图，辅助软件继续在立体地形图中分析山地的坡角和方位角，以便对山体进行划分。辅助软件实现上述流程的具体做法未知，但本专利提供了一种参考流程。
3、设想，在已获得等高线图的情况下，假使已有能力求得等高线图中的每一个点的高度，则先选择某一个二维点，称“点1”，求出点1的高度。再从点1开始向正南移动1m，该点称“点2”，求出点2的高度，点1、点2的高度差除以1m便等于此段山坡南北角的正切值的绝对值，由此可求南北角。再从点2开始向正东移动1m，该点称“点3”，求出点3的高度，点2、点3的高度差除以1m便等于此段山坡东西角的正切值的绝对值，由此可求东西角。此时已粗略得到边长1m范围内的山坡的东西角和南北角，一定可由公式求出山坡的方位角和坡角，进而求解山地光伏方阵的所有角度参数。由此可见，根据等高线图求图中的某些点的高度变成了研究重点，是不可避免的步骤。本专利将提供一种根据等高线图推测图中的某个点的高度的方法。
4、在cad图纸中，等高线一般以拥有多个顶点的多段线的形式存在，或者可以轻易被转换为拥有多个顶点的多段线的形式，等高线的高度可以在多段线的标高参数上体现。山地光伏项目提供的等高线图中，所有等高线的高度往往可以被0.5m、1m、5m等数整除，等高线多段线中的所有线段不得弯曲，所有等高线多段线皆位于同一个图层。本发明在推测点的高度时会利用等高线的以上特征。
5、由于等高线图中的等高线多段线数量极多，且每条多段线的顶点数量极多，在推测点的高度时有必要进行筛选，只考虑待测点周围有限的等高线，不考虑距离待测点过远的等高线，否则会导致程序运算量过大，求解结果极慢。
6、另外，本发明利用了下面的方法，现将该方法命名为“以二分法缩放框线以获取目标选择集的方法”。该方法最终实现的功能可以被理解为“在距离待测点给定的范围内，在待测点周围或待测点某方向上获取一定数量的等高线，若在给定范围内不存在这个数量的等高线则在给定范围内尽可能地获取等高线。将最终获取到的所有等高线加入一个选择集”。由于该方法对本发明非常重要，下面结合本发明的两个应用场景概括该方法实现获取目标选择集的过程。
7、场景一，俯视视角下，在待测点附近大约l米内获得n条等高线：以待测点为中心作边长为2l的正方形，此后该正方形的边长将在运算过程中不断变化，变化范围是(0,2l)。获取与该正方形接触或被该正方形围住的所有等高线。若获取到的等高线的数量小于或等于n条，即以待测点为中心的边长为2l米的正方形内不存在n条等高线，则将这些等高线加入一个选择集作为最终结果：若获取到的等高线的数量大于n条，则将正方形边长更改至原来的1/2,即l。此时，正方形边长的后续变化范围被分割成了两份，即下区间(0,l)和上区间(l,2l)。再次获取与该正方形接触或被该正方形围住的所有等高线，并判定等高线的数量与n的关系，若等高线的数量等于n则将这些等高线加入一个选择集作为最终结果；若等高线的数量小于或大于n，则再次将正方形边长、正方形边长的变化范围更改。更改原则为：若等高线的数量小于n，则将正方形边长更改为上区间的中值，即3/2l，正方形边长的变化范围更改为此时的上区间，即(l,2l)；若等高线的数量大于n，则将正方形边长更改为下区间的中值，即1/2l，正方形边长的变化范围更改为此时的下区间，即(0,l)。可见无论等高线的数量小于n还是大于n，正方形边长的后续变化范围都会再次被分割成了两份，即下区间(0,1/2l)和上区间(1/2l,l)或下区间(l,3/2l)和上区间(3/2l,2l)。此流程可以无限进行下去，最终一定存在正方形的边长为某个值时获取到的等高线个数恰好等于n，将这n条等高线加入一个选择集作为最终结果。综述所有情况，若以待测点为中心的边长为2l米的正方形内存在的等高线数量小于等于n，则将正方形内所有等高线加入一个选择集作为最终结果，若以待测点为中心的边长为2l米的正方形内存在的等高线数量大于n，则最终一定可以获取到n条等高线并加入一个选择集作为最终结果。
8、场景二，俯视视角下，待测点不与等高线重合的前提下，在待测点α方向上l米内获得1条距离待测点最近的等高线：以待测点为起点沿α方向作长为l的线段，此后该线段的长度将在运算过程中不断变化，变化范围是(0,l)。获取与该线段接触的所有等高线。若获取到的等高线的数量为1条或0条，则将这些等高线作为最终结果；若获取到的等高线的数量大于1条，则将线段边长更改至原来的1/2,即1/2l。此时，线段长度的后续变化范围被分割成了两份，即下区间(0,1/2l)和上区间(1/2l,l)。再次获取与该线段接触的所有等高线，并判定等高线的数量与1的关系，若等高线的数量等于1则将这条等高线作为最终结果，若等高线的数量小于或大于1，则再次将线段长度、线段长度的变化范围更改。更改原则为：若等高线的数量小于1，则将线段长度更改为上区间的中值，即3/4l，线段长度的变化范围更改为此时的上区间，即(1/2l,l)；若等高线的数量大于1，则将线段长度更改为下区间的中值，即1/4l，线段长度的变化范围更改为此时的下区间，即(0,1/2l)。可见无论等高线的数量小于1还是大于1，线段长度的后续变化范围都会再次被分割成了两份，即下区间(0,1/4l)和上区间(1/4l,1/2l)或下区间(1/2l,3/4l)和上区间(3/4l,l)。此流程可以无限进行下去，最终一定存在线段的长度为某个值时获取到的等高线个数恰好等于1，将这1条等高线作为最终结果。综述所有情况，若以待测点为起点的沿α方向的长度为l米的线段上存在的等高线数量小于等于1，则将线段上所有等高线作为最终结果，若以待测点为起点的沿α方向的长度为l米的线段上存在等高线数量大于1，则最终一定可以获取到1条距离待测点最近的等高线作为最终结果。
9、以上场景具体展现了以二分法缩放框线以获取目标选择集的方法在本发明中的运作步骤，本发明将计算必要参数并调用该方法，达到获取希望得到的选择集的目的。
10、需注意，本发明仅运用于cad中的俯视图视角，暂不支持其他视角。
11、现有技术存在的问题是：
12、目前，光伏设计者在设计山地光伏场区时往往会使用山地光伏辅助软件来进行山坡的方位角和坡角的计算并进行山地的分区，而辅助软件的运算过程对设计者不可见，设计者没有特别有效的手段去人为验证每个分区的方位角和坡角，也没有有效的手段去人为验证分区的正确性。因此设计者难以保证自己的设计完全正确，存在设计失误的风险。
13、本专利简述了一套流程以实现对每个分区的方位角和坡角以及分区正确性的人为验证，而该流程的不可避免的一步便是求等高线图中的某些点的高度。本专利将着重讲解推测等高线图中的某个待测点的高度的方法。
14、推测等高线图上的某个点的高度的方法需要的已知参数一般是待测点、等高线图层、最大框选距离、备选数、跨度权重指数。本发明涉及的概念主要有紧贴、跨线、三角形相似原理、跨线的权重、跨线权重公式、最终推测高度公式。正文中将明确上述参数概念和计算过程。
15、本发明致力于制定一种推测等高线图上的某个点的高度的方法，该方法可以在俯视视角下实现快速且全面地推测等高线图中的某个二维点的高度。
技术实现思路
1、本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法。本发明实现了在已知待测点、等高线图层、最大框选距离、备选数、跨度权重指数的情况下快速推测等高线图上的某个点的高度的效果。
2、本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
3、基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，包括以下步骤：
4、s1、准备规范化的等高线图纸；
5、s2、定义输入参数，包括待测点、等高线图层、最大框选距离、备选数、跨度权重指数，定义概念，包括紧贴、跨线、三角形相似原理、跨线的权重、跨线权重公式、最终推测高度公式；
6、s3、筛选出待测点附近的备选数条等高线；
7、s4、获取步骤s3筛选出的等高线中紧贴待测点的每条等高线的图元名以及紧贴待测点的每条等高线上的三维点；
8、s5、判断待测点是否位于等高线上；
9、s6、获取步骤s4获得的每个三维点所对应的跨线；
10、s7、获取步骤s6中的所有跨线的俯视长度的平均值；
11、s8、获取步骤s6中的所有跨线对待测点的计算高度和权重；
12、s9、求待测点的推测高度。
13、所述步骤s1包括：
14、s1-1、图纸中的所有等高线的图元类型为多段线；
15、s1-2、图纸中的等高线的高度在多段线的标高参数上体现；
16、s1-3、图纸中的每条等高线由直线段构成；
17、s1-4、图纸中的等高线不得交叉、重叠；
18、s1-5、图纸中的所有等高线的图层相同。
19、所述步骤s2中参数、概念包括：
20、s2-1、待测点：输入需要被测量高度的二维点，若输入三维点则无视z坐标并改为二维点；
21、s2-2、等高线图层：输入一个字符串，该字符串为图纸中所有等高线的图层；
22、s2-3、最大框选距离：输入一个整数或实数，设定最大框选距离参数，将过远的等高线排除在参考之外；
23、s2-4、备选数：输入一个正整数，表示距离待测点最近的多少数量的等高线应被作为参考；
24、s2-5、跨度权重指数：输入一个大于1的整数或实数，表示跨线的长度对待测点推测高度的负影响能力；
25、s2-6、紧贴：一种等高线上的点与待测点的关系，俯视视角，若等高线上的某条线段上的某点与待测点的连接线段不接触其它的等高线的线段，则称该点与待测点紧贴；若待测点在俯视视角下与等高线重合，则认为待测点位置处的等高线上的点紧贴待测点；
26、s2-7、跨线：满足待测点在俯视视角下不与等高线重合的前提下，两个端点位于等高线上且俯视视角下经过待测点的三维线段称为广义跨线，若广义跨线的两个端点均紧贴待测点，则称该广义跨线为跨线；
27、s2-8、三角形相似原理：利用三角形相似在某一跨线方向上求解待测点高度；
28、s2-9、跨线的权重：基于合理性规定跨线的权重与跨线的长度的跨度权重指数次方成反比，待测点的最终推测高度为所有跨线产生的加权高度之和；
29、s2-10、跨线权重公式：
30、跨线的权重＝(所有跨线的俯视长度的平均值/跨线的俯视长度)∧跨度权重指数；
31、s2-11、最终推测高度公式：
32、待测点的最终推测高度＝∑(由第i条跨线计算出的待测点高度*第i条跨线的权重/所有跨线的权重之和)。
33、所述步骤s3包括：
34、s3-1、判定待测点是否为三维点，若为三维点，则将待测点改为二维点；
35、s3-2、调用以二分法缩放框线以获取目标选择集的方法，以待测点为中心构造一个边长为最大框选距离的2倍的正方形，在该正方形区域上获取待测点附近的备选数条等高线，若该正方形区域上不存在备选数条等高线则获取该正方形区域上的所有等高线，最后将获取到的所有等高线加入选择集，称为“备选等高线选择集”；
36、s3-3、若备选等高线选择集中不存在任何等高线，即待测点周围的大面积区域都不存在等高线，则定义“直接结束标志”为“是”，并令最终结果为“无”。
37、所述步骤s4包括：
38、s4-1、若直接结束标志为“是”，则不执行s4的其余步骤，否则重复执行s4-4至s4-6所述步骤，重复次数为备选等高线选择集中的等高线数量；
39、s4-2、新建计数器“i”，初始值为0；
40、s4-3、新建空表“紧贴参数列表”；
41、s4-4、获取备选等高线选择集中的第i条等高线，调用cad拓展函数“vlax-curve-getclosestpointtoprojection”以获取该等高线上距离待测点的俯视距离最近的三维点，该点称为“最近点”；
42、s4-5、俯视视角下，连接待测点与最近点为一条线段，获取接触到该线段的所有等高线，若这些等高线只包括备选等高线选择集中的第i条等高线，即最近点到待测点之间不存在其它等高线，则最近点紧贴待测点，将备选等高线选择集中的第i条等高线图元与最近点加入紧贴参数列表；
43、s4-6、令计数器i加1；
44、s4-7、此时已获得完整的紧贴参数列表，若紧贴参数列表为空表，则定义“直接结束标志”为“是”，并令最终结果为“无”。
45、所述步骤s5包括：
46、s5-1、调用cad拓展函数“vl-sort”对紧贴参数列表内的元素排序并更新紧贴参数列表，顺序按照紧贴参数列表内每个元素储存的最近点与待测点的俯视距离从小到大排列；
47、s5-2、若紧贴参数列表中的首个元素储存的最近点与待测点的距离为0，则定义“直接结束标志”为“是”，并令最终结果为紧贴参数列表中的首个元素储存的等高线图元的标高参数。
48、所述步骤s6包括：
49、s6-1、若直接结束标志为“是”，则不执行s6的其余步骤，否则重复执行s6-4至s6-7所述步骤，重复次数为紧贴参数列表中元素的数量；
50、s6-2、新建计数器“i”，初始值为0；
51、s6-3、新建空表“跨线列表”；
52、s6-4、新建起点为紧贴参数列表中的第i个元素储存的最近点且终点为待测点的二维向量，将此向量缩放使其长度等于最大框选距离乘以根号2，并将此向量的起点移动至待测点以获得一条二维线段，称为“框线”；
53、s6-5、再次调用以二分法缩放框线以获取目标选择集的方法，以待测点为中心，获取框线接触到的距离待测点最近的1条等高线，并将获取到的所有等高线加入一个选择集，称为“临时选择集”；
54、s6-6、若临时选择集中存在1条等高线，则获取该等高线的标高、顶点列表、闭合性，通过顶点列表、闭合性获取该等高线的所有二维线段，获取框线与该等高线的所有线段的二维交点并加入某新建列表，调用cad拓展函数“vl-sort”对该列表内的元素排序并更新该列表，顺序按照该列表内的每个二维交点与待测点的俯视距离从小到大排列，获取该列表内的首个二维交点，将临时选择集中唯一1条等高线的标高与该二维交点结合以获得一个三维交点，将该三维交点与紧贴参数列表中的第i个元素储存的最近点连接为三维线段，即跨线，将该跨线加入跨线列表；若临时选择集中存在0条等高线则不做任何操作；
55、s6-7、令计数器i加1；
56、s6-8、此时已获得完整的跨线列表，若跨线列表为空表，则定义“直接结束标志”为“是”，并令最终结果为“无”。
57、所述步骤s7包括：
58、s7-1、若直接结束标志为“是”，则不执行s7的其余步骤，否则重复执行s7-4至s7-5所述步骤，重复次数为跨线列表中跨线的数量；
59、s7-2、新建计数器“i”，初始值为0；
60、s7-3、新建计数器“跨线俯视总长度”，初始值为0；
61、s7-4、获取跨线列表中的第i条跨线，获得其俯视长度，并将俯视长度加给跨线俯视总长度；
62、s7-5、令计数器i加1；
63、s7-6、此时已获得最终的跨线俯视总长度，令“跨线俯视平均长度”为跨线俯视总长度除以跨线列表中跨线的数量。
64、所述步骤s8包括：
65、s8-1、若直接结束标志为“是”，则不执行s8的其余步骤，否则重复执行s8-5至s8-9所述步骤，重复次数为跨线列表中跨线的数量；
66、s8-2、新建计数器“i”，初始值为0；
67、s8-3、新建计数器“总权重”，初始值为0；
68、s8-4、新建空表“跨线参数列表”；
69、s8-5、获取跨线列表中的第i条跨线，获得其俯视长度、两个端点的高度、第一个端点与待测点的俯视距离，利用三角形相似原理计算待测点在跨线列表中的第i条跨线方向上的计算高度；
70、s8-6、利用s2-10跨线权重公式计算跨线列表中的第i条跨线的权重；
71、s8-7、将步骤s8-5获得的计算高度和步骤s8-6获得的权重加入跨线参数列表；
72、s8-8、将步骤s8-6获得的权重加给总权重；
73、s8-9、令计数器i加1；
74、s8-10、此时已获得完整的跨线参数列表和最终的总权重。
75、所述步骤s9包括：
76、s9-1、若直接结束标志为“是”，则不执行s8的其余步骤，否则重复执行s9-4至s9-5所述步骤，重复次数为跨线列表中跨线的数量；
77、s9-2、新建计数器“i”，初始值为0；
78、s9-3、新建计数器“总推测高度”，初始值为0；
79、s9-4、获取跨线参数列表中的第i个元素储存的计算高度和权重，逐步执行s2-11最终推测高度公式，求跨线列表中的第i条跨线的加权高度，并加给总推测高度；
80、s9-5、令计数器i加1；
81、s9-6、此时已完整执行s2-11最终推测高度公式并获得最终的待测点的总推测高度，将其作为最终结果。
82、本发明的有益效果是：
83、1.本发明充分利用了等高线图的特征，利用了以二分法缩放框线以获取目标选择集的方法，筛选出图纸中距离待测点最近的几条等高线，并由已知等高线的标高推测出图中某个点的高度，兼顾了准确性和运算速度，快速地获得操作者希望得到的三维点，实现了山地光伏领域至关重要的一步，并以此为基础开启了山地光伏领域的从业者对图纸的更高级的掌控，进而有望解决现有技术中由于设计者没有特别有效的手段去人为验证每个光伏分区的方位角和坡角，也没有有效的手段去人为验证分区的正确性，设计者难以保证自己的设计完全正确，存在设计失误的风险的问题。
84、2.本发明充分考虑了距离待测点俯视距离越远的已知点在计算待测点高度时的参考价值越低的客观规律，并将跨度的权重和跨度权重指数的概念代入具体公式以平衡上述现象，使得最终推测结果相较于跨度平权的计算方法更具有准确性。
85、3.本发明经过了实践验证，给出了输入参数的推荐值供设计人员参考。另外，本发明的每个输入参数均可调，设计人员也可根据自己图纸的具体状况或自身意愿自由调节输入参数。
1.基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s1包括：
3.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s2中参数、概念包括：
4.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s3包括：
5.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s4包括：
6.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s5包括：
7.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s6包括：
8.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s7包括：
9.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s8包括：
10.如权利要求1所述的基于cad的推测等高线图上的某个点的高度的方法，其特征是，所述步骤s9包括：
