[發(fā)明專利]一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010590142.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111624682B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國峰;白蕤;田光輝
• 申請（專利權(quán)）人: 海南省氣象科學(xué)研究所
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14;G01W1/10
• 代理公司: ?？谂d南知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)有限公司 46002
• 代理人: 戴巨龍;林尤懷

1.一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：確定格點化降水落區(qū)；

步驟2：空間上，將微波鏈路反演降水插值到步驟1中的格點化降水落區(qū)上；時間上，將微波鏈路反演降水累加成△T分鐘時間尺度的降水；

步驟3：空間上，將天氣雷達(dá)反演降水插值到步驟1中的格點化降水落區(qū)上；時間上，采用時間權(quán)重平均法將天氣雷達(dá)反演降水轉(zhuǎn)換成△T分鐘時間尺度的降水；

步驟4：獲取△T分鐘時間尺度的雨量計觀測降水；

步驟5：采用插值方法建立△T分鐘時間尺度的(Rg，Rm)、(Rg，Rr)、(Rg，Rm，Rr)三類樣本，并分別存儲；其中，Rg、Rm、Rr分別代表雨量計、微波鏈路、天氣雷達(dá)觀測或估測降水量；

步驟6：對步驟5中的三類樣本分別采用相應(yīng)的時空局部模型進(jìn)行質(zhì)量控制，并將質(zhì)量控制結(jié)果分別存儲；

步驟7：對步驟1中的降水格點，①對只有Rm輔助變量的降水格點，先用步驟6質(zhì)量控制處理后的(Rg，Rm)樣本和相應(yīng)時空局部模型估測降水，若不能通過建立時空局部模型估測降水，則采用最近的(Rg，Rm)關(guān)系估測降水；再采用對殘差插值的方法進(jìn)行訂正；②對只有Rr輔助變量的降水格點，先用步驟6質(zhì)量控制處理后的(Rg，Rr)樣本和相應(yīng)時空局部模型估測降水，若不能通過建立時空局部模型估測降水，則采用最近的(Rg，Rr)關(guān)系估測降水；再采用對殘差插值的方法進(jìn)行訂正；③對有Rm、Rr輔助變量的降水格點，先用步驟6質(zhì)量控制處理后的(Rg，Rm，Rr)樣本和相應(yīng)時空局部模型估測降水，若不能通過建立時空局部模型估測降水，則采用最近的(Rg，Rm，Rr)關(guān)系估測降水；再采用對殘差插值的方法進(jìn)行訂正；④采用插值法估算無輔助變量降水格點的降水量；將結(jié)果存儲待用；

步驟8：將△T分鐘時間尺度的降水累加成相應(yīng)時間尺度的降水；

步驟9：將定量估測的降水反饋給用戶；

步驟10：建立業(yè)務(wù)系統(tǒng)，重復(fù)步驟1-9。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述步驟1包括采用基于多源大數(shù)據(jù)的方法確定格點化降水落區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述步驟2中的微波鏈路反演降水包括地基微波鏈路反演降水、或者星地微波鏈路反演降水。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述步驟6中采用的基于時空局部模型的質(zhì)量控制方法，具體為：對每類中的每個樣本，利用其周圍時空至多N個同類樣本，都構(gòu)建一個時空局部模型，設(shè)e為時空局部模型對待質(zhì)控樣本的誤差,σ為時空局部模型的標(biāo)準(zhǔn)差，若|e/σ|大于指定的閾值C，則判定該樣本異常，并剔除該樣本；其中，0.5≤C≤6；若樣本達(dá)不到要求的數(shù)量，則不處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述步驟7中基于時空局部模型的定量降水估測方法，具體為：對任一降水格點，利用其周圍時空至多N個同類樣本及時空局部模型，都構(gòu)建一個降水量與輔助變量之間的關(guān)系，并利用這個關(guān)系估計該格點對應(yīng)的降水量；若不能通過建立時空局部模型估測降水，則采用最近的降水量和輔助變量定量關(guān)系估測降水。

6.根據(jù)權(quán)利要求4和5之一所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述時空局部模型采用自適應(yīng)的“半橢球形時空鄰域”用于實時估計，“橢球形時空鄰域”用于準(zhǔn)實時估計，時空距離d根據(jù)式I計算得出；

式中，(u₀,v₀,t₀)、(u_i,v_i,t_i)分別為時空位置x₀和x_i的時空坐標(biāo)；μ為時空距離變換參數(shù)，根據(jù)先驗知識或采用交叉驗證法確定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多源數(shù)據(jù)融合的定量降水估測方法，其特征在于：所述步驟10中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取模塊、格點化降水落區(qū)確定模塊、多源數(shù)據(jù)時空匹配模塊、樣本構(gòu)建模塊、樣本質(zhì)量控制模塊、定量降水估計模塊、降水累加模塊、定量估測降水反饋模塊或其中多個模塊的組合。