[發明專利]一種基于多源數據融合的定量降水估測方法

有效

• 申請號: 202010590142.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111624682B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 張國峰;白蕤;田光輝
• 申請（專利權）人: 海南省氣象科學研究所
• 主分類號: G01W1/14
• 分類號: G01W1/14;G01W1/10
• 代理公司: 海口興南知識產權事務有限公司 46002
• 代理人: 戴巨龍;林尤懷

本發明公開了一種基于多源數據融合的定量降水估測方法，包括如下步驟：采用基于多源大數據的方法確定降水落區，將微波鏈路反演降水插值到離散網格并累加到△T分鐘時間尺度，將天氣雷達反演降水插值到離散網格并采用時間權重平均法轉換成△T分鐘時間尺度的降水，獲取△T分鐘時間尺度的雨量計觀測降水，采用插值方法建立△T分鐘時間尺度的三類樣本，對三類樣本分別采用相應的時空局部模型進行質量控制，采用多種時空局部模型融合的方法估測降水，降水累加。本發明的有益效果是：通過多源數據和多模型融合，在實現對降水落區精準監測的基礎上，進一步提高定量估測降水的精度。

技術領域

本發明涉及氣象中降水量客觀分析領域，尤其涉及一種基于多源數據融合的定量降水估測方法。

背景技術

降水對野生動植物的地理分布、工農業生產的布局、自然植被和農作物的生長發育、人類生產生活等都具有重要影響。降水過多或過于集中，易引發洪水、城市內澇、農田漬澇、濕害、山洪、崩塌、泥石流、山體滑坡、水土流失；降水過少，易引發自然植被和農作物受旱、森林火災、水資源短缺。因此，高精度高時空分辨率的定量降水估測產品在氣象學、水文學、災害學、生態學等領域都具有很高的應用價值。

然而，降水通常具有時空變化劇烈的特點，使用單一的觀測手段很難對其進行精準的監測。為了實現對降水的精準監測，人類相繼發展了雨量計、天氣雷達、衛星遙感、雨滴譜儀、微波鏈路、視頻監控等多種觀測手段。但是各種觀測手段在時空分辨率、觀測精度、覆蓋范圍等方面各有優缺點。因此，融合多種降水觀測資料，以實現對降水的高精度高時空分辨率的監測，成為近年來研究的熱點。

基于多源大數據的降水落區確定方法是綜合利用多源物聯網大數據確定逐分鐘降水落區；然后，轉換成△T分鐘時間尺度的降水落區；該方法主要包括以下步驟：

步驟1：選定待確定降水落區范圍D，并在D內建立離散網格；

步驟2：獲取區域D內的逐分鐘多源物聯網大數據；

步驟3：對每種大數據分別采用相應的算法計算每個聯網設備所處時空位置降水發生的概率；并將處理結果存儲待用；

步驟4：讀取待確定時刻前后Δt分鐘且位于區域D內的逐分鐘多源大數據對應的降水發生概率，構成降水發生概率樣本集；

步驟5：對步驟4中的降水發生概率樣本集進行預處理和質量控制；

步驟6：根據步驟5中的樣本集，采用插值方法計算待確定時刻區域D內所有格點的降水發生概率；對任一格點，若其降水發生概率P≥C，則置其降水發生概率為1，否則置其降水發生概率為0，其中C為一常數；并將處理結果存儲待用；

步驟7：將步驟6中的逐分鐘降水發生概率采用邏輯或運算轉換成△T分鐘時間尺度的降水發生概率；

步驟8：將確定的降水落區反饋給用戶。

該方法綜合利用多源物聯網大數據確定逐分鐘降水落區，通過對融合的多種降水觀測資料進行大數據分析、統計和計算，可實現對降水落區的精準監測。

為實現對降水的高精度高時空分辨率的定量監測，在提出一種基于多源大數據的降水落區確定方法后，本發明提出了一種新的融合雨量計、天氣雷達、微波鏈路、車輛雨刮器、視頻監控等資料定量估測降水的方案和系統。

發明內容

本發明正是為了解決上述技術問題而設計的一種基于多源數據融合的定量降水估測方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于多源數據融合的定量降水估測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：確定格點化降水落區；

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；