[發(fā)明專利]利用高分辨率地形和氣象因子進行多源降水融合的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810476687.4
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108647740A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張珂;晁麗君
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種利用高分辨率地形和氣象因子進行多源降水融合的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，提取目標流域的DEM柵格數(shù)據(jù)，獲取流域的mask文件；

步驟2，由目標流域DEM柵格數(shù)據(jù)計算出目標流域的坡度、坡向、地表粗糙度、到海岸線的距離；

步驟3，根據(jù)mask文件提取流域的風(fēng)速數(shù)據(jù)；

步驟4，利用mask文件提取流域的衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)；

步驟5，對原始衛(wèi)星降水進行降尺度，得到Rkm的衛(wèi)星降水：

步驟6，計算降尺度之后的衛(wèi)星降水與實測站點降水的偏差；

步驟7，利用地理加權(quán)回歸模型，計算Rkm網(wǎng)格的降水偏差；其中，地理加權(quán)回歸模型為：

式中：y_i為降水偏差；a₀為常數(shù)項；x_ik是i*k的矩陣，i為網(wǎng)格數(shù)，k代表變量的種類，即DEM、坡度、坡向、地表粗糙度、到海岸線的距離以及風(fēng)速；a_ik為相應(yīng)的系數(shù)項；θ_i為計算偏差；

a_ik＝(x_ik^Tw(i)x_ik)^-1x_ik^Tw(i)y_i (5)

式中：x_ik^T為矩陣轉(zhuǎn)置；w(i)為權(quán)重；

步驟8，Rkm網(wǎng)格的降水偏差加上Rkm的衛(wèi)星降水，得到Rkm融合降水產(chǎn)品；

式中：為融合降水產(chǎn)品，為原始Rkm的衛(wèi)星降水，為Rkm網(wǎng)格的偏差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高分辨率的地形和氣象因子進行多源降水融合的方法，其特征在于，地理加權(quán)回歸模型的系數(shù)項a_ik為：

a_ik＝(x_ik^Tw(i)x_ik)^-1x_ik^Tw(i)y_i (5)

式中：x_ik為DEM、坡度、坡向、地表粗糙度、到海岸線距離、風(fēng)速的矩陣；X^T為矩陣轉(zhuǎn)置；w(i)為權(quán)重。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高分辨率的地形和氣象因子進行多源降水融合的方法，其特征在于，步驟5對原始衛(wèi)星降水進行降尺度到Rkm的衛(wèi)星降水為：

式中，f(x，y)為坐標點(x，y)處的衛(wèi)星降水；Q₁₁＝(x₁，y₁)、Q₁₂＝(x₁，y₂)、Q₂₁＝(x₂，y₁)、Q₂₂＝(x₂，y₂)為原始衛(wèi)星的獲取的四個坐標點。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的利用高分辨率的地形和氣象因子進行多源降水融合的方法，其特征在于：所述步驟6中結(jié)合站點實測數(shù)據(jù)與降尺度之后的衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)，計算降水偏差，包括：

步驟61，根據(jù)實測站點的經(jīng)緯度，確定實測站點在網(wǎng)格中的位置，即站點在流域的行和列；

式中：row為站點數(shù)據(jù)所在的行，col為站點數(shù)據(jù)所在的列，delta為流域數(shù)據(jù)的空間分辨率，lat_u為流域的最大緯度，lon_l為流域的最小經(jīng)度，lat_s為站點的緯度；lon_s為站點的經(jīng)度；

步驟62，根據(jù)站點的行列數(shù)，讀取站點所對應(yīng)的網(wǎng)格降水數(shù)據(jù)；

步驟63，站點降水所對應(yīng)的網(wǎng)格的衛(wèi)星降水減去站點實測降水，得到站點對應(yīng)網(wǎng)格的降水偏差。