基于卫星遥感与回归克里格的地面日降雨量预测方法

摘要

本发明公开了一种基于卫星遥感与回归克里格的地面日降雨量预测方法。首先利用卫星遥感快速获取数据，根据降雨量分级，建立各级降雨量的地面观测值、TRMM、DEM及地理位置间的回归关系，得到各级回归估计值和回归残差。其次分析各级回归残差的空间集聚度，对回归残差进行趋势去除，并进行回归残差的克里格插值，得到1km的各级回归残差空间分布特征。然后分别将各级回归估计值与回归残差相加，得到1km的各级降雨的地面预测值。最终将各级降雨的地面预测值合并，得到1km的日降雨量预测值。本发明能准确地预测地面降雨量的时空分布特征，提高了地面日降雨的预测精度，又提高了预测的空间分辨率，解决水利部门进行地面降雨预报的关键问题。

主权项

一种基于卫星遥感与回归克里格的地面日降雨量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1）数据获取：获取TRMM气象卫星遥感影像数据及ASTERGDEM卫星遥感影像数据，同时收集地面观测站点的日降雨量观测值；步骤（2）数据预处理：将步骤（1）获取的TRMM气象卫星遥感影像数据的时间分辨率处理为与地面观测站点的日降雨量观测值的时间分辨率相等，同时将ASTER GDEM卫星遥感影像数据的空间分辨率重采样为1km，并将数据以文件形式存放；步骤（3）卫星遥感影像数据提取：根据地面观测站点的空间位置信息，分别提取步骤（2）中相应的TRMM气象卫星遥感影像数据及ASTER GDEM卫星遥感影像数据的栅格值，从而得到每个地面观测站点对应的卫星遥感影像数据的栅格值；步骤（4）日降雨量数据的分位数分级：根据步骤（1）收集的地面观测站点的日降雨量观测值及步骤（3）中获取的卫星遥感影像数据的栅格值，进行日降雨量数据的分位数分级；步骤（5）各级线性回归关系建立：根据步骤（4）的分位数分级，建立地面观测站点的日降雨量观测值、对应TRMM气象卫星遥感影像数据的栅格值、ASTER GDEM卫星遥感影像数据的栅格值以及经纬度坐标之间的线性回归关系，得到各级降雨量的回归估计值与回归残差；步骤（6）各级回归残差分析：分析步骤（5）中得到的各级降雨量的回归残差的空间自相关性及空间集聚性；步骤（7）各级回归残差处理：对步骤（6）中具有空间集聚性的各级回归残差进行趋势去除，然后根据ASTER GDEM卫星遥感影像数据对各级回归残差进行Block克里格插值，得到1km空间分辨率的各级回归残差的空间分布特征图；步骤（8）各级降雨量预测：将根据步骤（5）得到的各级降雨量的回归估计值与步骤（7）得到的1km空间分辨率的各级回归残差相加，得到1km空间分辨率的各级降雨量预测值；步骤（9）地面日降雨量预测：将根据步骤（8）所得的各级降雨量预测值合并，得到地面1km空间分辨率的日降雨量预测值；步骤（10）地面日降雨量预测精度评价：利用交叉检验的方法对步骤（9）中的地面日降雨量预测值进行预测精度验证，交叉检验选用均方根误差、平均误差以及偏差作为评价参数。