[發(fā)明專利]一種多變量柵格化衛(wèi)星遙感綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210487455.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115099453B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張珂;程玉佳;晁麗君;史武智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q10/0639;G06Q10/0635;G06Q50/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種多變量柵格化衛(wèi)星遙感綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于：針對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域，執(zhí)行以下步驟，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域內(nèi)各柵格的綜合干旱事件進(jìn)行綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：

步驟1，基于目標(biāo)研究區(qū)域的柵格劃分，針對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)，基于以該預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)的每月為起點(diǎn)、預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)月份為跨度的時(shí)間段，獲得該預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)各時(shí)間段的遙感數(shù)據(jù)，包含時(shí)間段內(nèi)的衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度，進(jìn)而得到各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI；

所述步驟1的具體過(guò)程如下：

步驟1.1，獲取目標(biāo)研究區(qū)域各柵格在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)的遙感數(shù)據(jù)，包括月尺度的衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度，并對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理統(tǒng)一分辨率；

步驟1.2，針對(duì)月尺度的衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度，基于以每月為起點(diǎn)，預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)月份為跨度的時(shí)間段，獲得預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)各時(shí)間段的遙感數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算獲得各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)、以及衛(wèi)星地表溫度的邊際概率值；

步驟1.3，基于各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度的邊際概率值，計(jì)算獲得各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星降水量和衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)的二元聯(lián)合概率值，以及衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度的三元聯(lián)合概率值；

步驟1.4，基于各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星降水量和衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)的二元聯(lián)合概率值，以及衛(wèi)星降水量、衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)和衛(wèi)星地表溫度的三元聯(lián)合概率值，計(jì)算獲得各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的二元聯(lián)合概率值與三元聯(lián)合概率值之差所得的累積概率值；并基于各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的累積概率值，得到各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI；

步驟2，基于各柵格在各時(shí)間段分別對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI，分別針對(duì)各柵格在預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)連續(xù)時(shí)間段的衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI均小于預(yù)設(shè)衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI閾值，表示該柵格發(fā)生了一次綜合干旱事件，提取各柵格在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)分別對(duì)應(yīng)各綜合干旱事件的各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素；

所述步驟2中基于預(yù)設(shè)衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI＝-0.5為閾值，分別針對(duì)各柵格在預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)連續(xù)時(shí)間段的衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI均小于預(yù)設(shè)衛(wèi)星遙感綜合干旱指數(shù)CRSDI閾值，表示該柵格發(fā)生了一次綜合干旱事件，提取各柵格在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)分別對(duì)應(yīng)各綜合干旱事件的各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素；各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素包括干旱歷時(shí)、干旱烈度、干旱烈度峰值及干旱后生態(tài)恢復(fù)期；

干旱歷時(shí)是指連續(xù)小于CRSDI閾值的時(shí)間段個(gè)數(shù)；

干旱烈度為連續(xù)小于CRSDI閾值的各時(shí)間段CRSDI累加和的絕對(duì)值；

干旱烈度峰值指在連續(xù)小于CRSDI閾值的各時(shí)間段中最小CRSDI的絕對(duì)值；

干旱后生態(tài)恢復(fù)期獲取過(guò)程如下：

從綜合干旱事件結(jié)束后的第一個(gè)月開(kāi)始，逐月計(jì)算植被生長(zhǎng)變化E，計(jì)算公式為：

式中，E_h為第h個(gè)月的植被生長(zhǎng)變化，y_h為綜合干旱事件結(jié)束后第h個(gè)月的衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)，為y_h所對(duì)應(yīng)月份衛(wèi)星增強(qiáng)型植被指數(shù)在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)的年平均值；E_h0表明生態(tài)未恢復(fù)，干旱后生態(tài)恢復(fù)期為綜合干旱事件結(jié)束后首次E_h≥0時(shí)h所對(duì)應(yīng)的月份個(gè)數(shù)；

步驟3，針對(duì)各柵格對(duì)應(yīng)各綜合干旱事件的各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素，逐柵格計(jì)算各綜合干旱事件中各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素分別對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率；

所述步驟3中分別針對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域的各柵格，執(zhí)行以下步驟，逐柵格計(jì)算各綜合干旱事件中各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素分別對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率；

將該柵格在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)經(jīng)歷的各綜合干旱事件的干旱歷時(shí)由小到大的次序排列、干旱烈度由小到大的次序排列、干旱烈度峰值由小到大的次序排列、干旱后生態(tài)恢復(fù)期由小到大的次序排列；

該柵格在任一次綜合干旱事件中干旱歷時(shí)的經(jīng)驗(yàn)頻率D為：

其中，g為該柵格在預(yù)設(shè)歷史時(shí)長(zhǎng)段內(nèi)共經(jīng)歷的綜合干旱事件總次數(shù)，該次綜合干旱事件的干旱歷時(shí)排序?yàn)榈贘個(gè)；

該柵格在任一次綜合干旱事件中干旱烈度的經(jīng)驗(yàn)頻率S為：

其中，該次綜合干旱事件的干旱烈度排序?yàn)榈贙個(gè)；

該柵格在任一次綜合干旱事件中干旱烈度峰值的經(jīng)驗(yàn)頻率P_E為：

其中，該次綜合干旱事件的干旱烈度峰值排序?yàn)榈贖個(gè)；

該柵格在任一次綜合干旱事件中干旱后生態(tài)恢復(fù)期的經(jīng)驗(yàn)頻率T為：

其中，該次綜合干旱事件的干旱后生態(tài)恢復(fù)期排序?yàn)榈贚個(gè)；

步驟4，基于各柵格對(duì)應(yīng)各綜合干旱事件中各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素分別對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，構(gòu)建綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)CDRA，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域內(nèi)各柵格的綜合干旱事件進(jìn)行綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

所述步驟4中，基于各柵格對(duì)應(yīng)各綜合干旱事件中各預(yù)設(shè)綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素分別對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，基于權(quán)重組合法得到各次綜合干旱事件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)CDRA，其計(jì)算公式為：

CDRA＝α×D+β×S+γ×P_E+δ×T

式中，α、β、γ和δ分別為D、S、P_E和T所對(duì)應(yīng)的權(quán)重，α+β+γ+δ＝1。