[發(fā)明專利]空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法、系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910971041.8
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110738252B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許劍輝;阮惠華;楊驥;胡泓達;鐘凱文;周成虎
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州地理研究所;廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F17/18;G06N20/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 劉翠

1.一種空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法，其特征在于，包括：

S1，獲取TRMM降水數(shù)據(jù)與地表參量數(shù)據(jù)；

S2，對S1中獲取的地表參量數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，分別得到空間分辨率為1km和25km的DEM數(shù)據(jù)、白天地表溫度、夜間地表溫度、晝夜地表溫度差以及NDVI數(shù)據(jù)；

S3，對S1中獲取的TRMM降水數(shù)據(jù)進行空間自相關(guān)分析，得到估算的空間分辨率為25km的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值；

S4，將S3中得到的估算的空間分辨率為25km的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值降尺度到空間分辨率為1km；

S5，基于S2中得到的空間分辨率為25km的NDVI、DEM、白天地表溫度、夜間地表溫度、晝夜地表溫度差數(shù)據(jù)以及S3中得到空間分辨率為25km的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值，建立空間分辨率為25km的降水數(shù)據(jù)與NDVI、DEM、白天地表溫度、夜間地表溫度、晝夜地表溫度差以及估算的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值的非線性回歸模型，得到空間分辨率為25km的降水回歸殘差；

S6，基于S5中建立的非線性回歸模型，將S2中得到的空間分辨率為1km的NDVI、DEM、白天地表溫度、夜間地表溫度、晝夜地表溫度差數(shù)據(jù)以及S4中得到的空間分辨率為1km的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值作為輸入，估算空間分辨率為1km的降水降尺度數(shù)據(jù)；同時將S5中得到的空間分辨率為25km的降水回歸殘差進行空間降尺度到空間分辨率為1km，實現(xiàn)對估算的空間分辨率為1km的降水降尺度數(shù)據(jù)進行誤差修正，得到空間分辨率為1km的降水降尺度數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法，其特征在于，所述S1中，TRMM降水數(shù)據(jù)與地表參量數(shù)據(jù)包括：

-研究區(qū)域的TRMM衛(wèi)星遙感月降水數(shù)據(jù)；

-MODIS的NDVI、LST以及DEM數(shù)據(jù)；

-研究區(qū)域地面觀測站點的日降水觀測值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法，其特征在于，所述S2中，對S1中獲取的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括：

S21，將TRMM衛(wèi)星遙感月降水數(shù)據(jù)、MODIS的NDVI、LST以及DEM數(shù)據(jù)進行投影變換，統(tǒng)一投影到WGS-84地心坐標系中；

S22，在S21的基礎(chǔ)上，將DEM數(shù)據(jù)進行聚合平均處理，分別得到空間分辨率為1km和25km的DEM數(shù)據(jù)；

S23，在S21的基礎(chǔ)上，從MOD11A2數(shù)據(jù)產(chǎn)品的LST數(shù)據(jù)中提取白天地表溫度和夜間地表溫度參量，通過聚合平均處理分別得到空間分辨率為1km和25km的白天地表溫度數(shù)據(jù)和夜間地表溫度數(shù)據(jù)，并計算相應(yīng)的晝夜地表溫度差；

S24，在S21的基礎(chǔ)上，從MOD13A2數(shù)據(jù)產(chǎn)品的NDVI數(shù)據(jù)中提取NDVI參量，經(jīng)過異常值剔除處理后，通過聚合平均處理分別得到空間分辨率為1km和25km的NDVI數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法，其特征在于，所述S24中，異常值剔除處理方法為：剔除NDVI<0的像元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間自相關(guān)的機器學(xué)習衛(wèi)星降水數(shù)據(jù)降尺度方法，其特征在于，所述S3中，對TRMM降水數(shù)據(jù)進行空間自相關(guān)分析，包括如下步驟：

S31，提取空間分辨率為25km的TRMM降水數(shù)據(jù)中每個網(wǎng)格的中心坐標，并計算每個網(wǎng)格i與其他網(wǎng)格j之間的空間距離，將計算的空間距離求倒數(shù)作為空間權(quán)重，得到每一個網(wǎng)格i與其他網(wǎng)絡(luò)j之間的空間權(quán)重矩陣ω_ij；

S32，結(jié)合如下公式，計算每一個網(wǎng)格對應(yīng)的空間自相關(guān)值I_i：

其中，x_i、x_j分別是空間網(wǎng)格i、j的降水數(shù)據(jù)；是所有i、j網(wǎng)格降水數(shù)據(jù)的均值；n是所有網(wǎng)格的數(shù)目；ω_ij是研究區(qū)域內(nèi)每一個網(wǎng)格i與j之間的空間權(quán)重矩陣；

S33，利用計算的每個網(wǎng)格對應(yīng)的空間自相關(guān)值I_i分析空間分辨率為25km的衛(wèi)星遙感降水數(shù)據(jù)的空間聚集分布情況，即得到估算的空間分辨率為25km的降水數(shù)據(jù)空間自相關(guān)值。