r 中的平均风向

Question

我有每小时的 u 和 v 风分量，但我无法将其汇总到每日级别。

原则上，我认为我可以只取 U 和 V 风分量的平均值并找到这些平均值的方向，但是我使用这个算法得到的结果与我使用专用包 CircStat 时得到的结果不同。在下面的代码中，变量 dir_rwind 是根据平均 U 和 V 分量计算的方向，而 dir_CircStat 是用 CircStat 计算的平均方向。

set.seed(123)

uc <- rnorm(300,0,2)
vc <- rnorm(300,0,2)

df <- data.frame(uc=uc, vc=vc,id=1:10)

df <- cbind(df,as.data.frame(rWind::uv2ds(df$uc,df$vc)))

agg  <- df %>%
  group_by(id)%>%
  summarise(mean_u10 = mean(uc),
            mean_v10 = mean(vc),

            dir_rwind = rWind::uv2ds(mean_u10, mean_v10)[1],

            dir_CircStat = (180/pi)*CircStats::circ.mean(dir*pi/180))
agg

为什么我得到不同的平均风向？我是否应该使用我尝试过的第一个算法（取每个组件的平均值：比如变量 dir_rwind）？如果是，我应该在什么时候使用每种计算算法？

非常感谢

Answer 1

这更像是一道数学题，而不是一道 r 题。问题是你不能说 n 个向量的平均方向等于平均向量的方向。考虑例如两个向量：(1, 0) 和 (0, 10000)。第一个角度为 0 度，第二个角度为 90 度。所以，平均方向是 45 度。但是均值向量是 (.5, 5000)，它的角度实际上与 90 度几乎没有区别。

r 中的平均风向

Averaging wind direction in r

r

computational-geometry