[發明專利]一種帕爾默干旱指數計算方法及系統

在審

• 申請號: 202110207112.4
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112818560A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張強;余慧倩
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/2458;G06F16/29
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明涉及一種帕爾默干旱指數計算方法及系統，該方法包括：采集多個氣象站點的氣象數據，氣象數據包括緯度、年份、溫度、降水量和可利用水量；根據多個緯度確定各氣象站點；根據年份確定各氣象站點記錄數據的開始時間和結束時間；根據各氣象站點和各氣象站點記錄數據的開始時間和結束時間，按照第一列為維度、第二列為年份的方式依次將各氣象站點的緯度、年份、溫度和降水量保存于第一文件；將各可利用水量記錄為一列存儲于第二文件，各可利用水量與第一文件中的維度和年份相對應；根據第一文件和第二文件記錄的數據，采用MATLAB計算各氣象站點的帕爾默干旱指數。本發明提高了帕爾默干旱指數的計算效率。

技術領域

本發明涉及干旱指標計算領域，特別是涉及一種帕爾默干旱指數計算方法及系統。

背景技術

干旱指標是研究干旱問題的基礎和關鍵，合理的干旱指標才能夠較精準的監測和量化干旱，反映干旱的變化規律和趨勢。國內外許多專家和學者致力于對干旱指標的研究，提出了很多干旱指標，并為提高其在不同區域的適用性進行了改進。Palmer(1965)綜合考慮了降水量、土壤含水量、徑流量和潛在蒸散量，基于水分平衡原理創建了帕爾默干旱指標(Palmer Drought Severity index，PDSI)，該指標物理機理較為清晰，PDSI能夠很好的監測長期的發展和變化，因此被廣泛用于干旱研究中。

PDSI在美國已經成為普適性的干旱指標，NOAA(National Oceanic andAtmospheric Administration，美國國家海洋和大氣管理局)和USDA(United StatesDepartment of Agriculture，美國農業部)聯合發布每周每月的PDSI預報圖。美國農業部更是每天發布實時的干旱狀態分布圖，如果想了解感興趣的區域，只需要點擊該地區即可進行細分，像使用地圖一樣方便。本身而言，PDSI計算過程十分復雜，而后又根據不同地區的適用性情況進行了一系列的改進，衍生出各種不同版本的PDSI指標。

而目前計算該指標主要方法有兩種，一種是美國內布拉斯加大學林肯分校提出的計算程序scpdsi.exe，該程序是基于C++編寫，能夠運用Windows系統進行單站點干旱指標運算，函數輸入參數為4個或6個或7個，降水量和溫度格式需要遵照要求輸入。但該方法主要是針對于單個站點進行運算，對于中國甚至是更大范圍的干旱監測與運算而言，單個站點逐一計算的效率過慢，且scpdsi.exe內部代碼未知，無法根據不同地區不同下墊面情景進行計算過程的修正，不利于大范圍干旱指標的計算和修改。另一類是基于Fortran語言的干旱指標計算，計算代碼可以更改，但對于代碼編程能力要求很高，需要擁有較強的代碼編程基礎以及數學功底，便于理清指標的計算過程和步驟，進而修正代碼。

發明內容

本發明的目的是提供一種帕爾默干旱指數計算方法及系統，提高了帕爾默干旱指數的計算效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種帕爾默干旱指數計算方法，所示方法包括：

采集多個氣象站點的氣象數據，所述氣象數據包括緯度、年份、溫度、降水量和可利用水量；

根據多個所述緯度確定各氣象站點；

根據所述年份確定各所述氣象站點記錄數據的開始時間和結束時間；

根據各氣象站點和各所述氣象站點記錄數據的開始時間和結束時間，按照第一列為維度、第二列為年份的方式依次將各氣象站點的緯度、年份、溫度和降水量保存于第一文件；將各可利用水量記錄為一列存儲于第二文件，各所述可利用水量與所述第一文件中的維度和年份相對應；

根據所述第一文件和所述第二文件記錄的數據，采用MATLAB計算各所述氣象站點的帕爾默干旱指數。

可選地，所述根據所述第一文件和所述第二文件記錄的數據，采用MATLAB計算各所述氣象站點的帕爾默干旱指數，具體包括：