[发明专利]一种针对遥感每天降水量数据的空间降尺度方法

说明书

一种针对遥感每天降水量数据的空间降尺度方法，该方法包括如下步骤：首先，利用一个时空降尺度方案来间接实现对遥感每天降水量数据进行降尺度，获得遥感每天降水量初步降尺度结果；其次，采用一种集合融合方法，以月为基础，融合该月内所有遥感每天降水量初步降尺度结果和每天站点观测，获得遥感每天降水量融合结果；接着，对遥感每天降水量融合结果进行累积，生成遥感每月或年降水量融合结果。本发明能克服已有技术的局限，综合考虑降水和辅助环境因子间的空间非平稳关系以及每天降水的时间变化，同时充分顾及遥感每天降水量初步降尺度结果的整个误差场，能够大幅度提高遥感每天降水的空间分辨率以及精度，此外，显著提升其在检测降水以及非降水区域的能力。

技术领域

本发明涉及一种遥感降水数据处理方法，特别是一种针对遥感每天降水量数据的空间降尺度方法。

背景技术

气象站点虽提供精准的降水观测，但降水的高时空变化特性、站点较低的密度以及严重不均匀分布等严重限制了空间插值结果的精度。遥感技术的发展为降水观测带来了前所未有的机遇，近几十年来，随着专门为降水监测设计卫星的发射，一系列遥感降水产品被获得。通过持续对遥感降水反演算法的改进，目前这些数据已经能够提供全球尺度、高时间分辨率的降水产品，例如： TRMM和PERSIANN等，然而，这些数据较粗的空间分辨率(例如0.25°)严重制约了它们的应用深度和广度。

空间降尺度可以有效解决该问题，降尺度已被列为遥感降水产品在工程和决策中的一个重要研究领域。当前遥感降水降尺度研究主要集中在年以及月降水上；而针对遥感每天降水量的降尺度研究则较少，且只对山区的大雨以及暴雨进行。其原因如下：1)降水与环境因子间的显著关系在天尺度上几乎不存在，这样无法直接利用该关系进行遥感每天降水量的空间降尺度；2)每天降水在空间上是非连续的；3)不同于遥感每月降水量产品，遥感每天降水量没有与基于站点分析的降水产品相整合，因此，其精度相对较低；4)降水数据具有多时间尺度特性，这要求在获得精确的每天降尺度结果的同时，还应确保其月累积以及年累积也有显著的精度提升。总之，现有的空间降尺度方法无法对遥感每天降水量进行空间降尺度，且显著提高其精度以及提升其在监测降水以及非降水区域方面的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对遥感每天降水量数据的空间降尺度方法，它能克服已有技术的局限，综合考虑降水和辅助环境因子间的空间非平稳关系以及每天降水的时间变化，同时充分顾及遥感每天降水量初步降尺度结果的整个误差场，能够大幅度提高遥感每天降水的空间分辨率以及精度，并显著提升最终结果在检测降水以及非降水区域的能力。

本发明通过如下技术方案实现：

步骤I.数据预处理

对遥感每天降水量数据(DailyPre^low)进行累积生成遥感年降水量(AnnPre^low)，上标low表示低空间分辨率；利用最大化合成法对每月所有的NDVI数据进行合成，生成每月NDVI数据，然后对12个月每月NDVI数据平均生成年平均NDVI数据；采用像元平均法对年平均NDVI数据以及DEM数据进行升尺度，使它们具有与遥感年降水量数据相同的空间分辨率，即低空间分辨率的年平均NDVI数据，表示为NDVI^low，以及低空间分辨率的DEM数据，表示为DEM^low；此外，采用像元平均法将年平均NDVI数据以及DEM数据升尺度到期望的高空间分辨率，比如1km或 0.01°，即高空间分辨率的年平均NDVI数据，表示为NDVI^high，以及高空间分辨率的DEM数据，表示为DEM^high，上标

high表示高空间分辨率。

步骤II.遥感年降水量时空降尺度

1、遥感年降水量空间降尺度