[发明专利]一种基于空间优化插值的卫星降水数据校正方法

说明书

一种基于空间优化插值的卫星降水数据校正方法，属于卫星降水校正技术领域。该方法包括：首先对卫星降水数据和地面日降水量观测数据进行预处理，选取评价指标。其次，确定卫星降水数据的优化插值范围。再次，进行降水强度分级。最后，对分级后的各级降水以确定的空间插值范围进行优化插值，完成卫星降水数据校正。本发明通过空间优化插值方法校正卫星降水数据，获取精度更高、更可靠的时空降水分布信息；数据需求较少，方法简便，可操作性强，可为地面降水观测站点缺少或稀疏地区的雨量估计提供有效手段。

技术领域

本发明属于卫星降水校正技术领域，涉及一种基于空间优化插值方法的卫星降水数据改进。

背景技术

降水是地球水循环系统的重要组成部分，也是影响水资源时空分布的主要因子。获取高精度和高时空分辨率的降水数据，是满足水文模拟、水旱灾害预报、水资源管理等领域基础数据需求的重要任务。

长久以来，地面降水观测站一直是获取降水信息的主要方式；然而，有限的站点布设难以全面捕捉降水的空间异质特性。卫星遥感测雨技术可充分克服地面观测在空间分布上的局限，已成为获取更高时空分辨率降水数据的有效手段。目前降水产品数量众多，主要包括首颗专门应用于定量测量热带、亚热带降水的气象卫星TRMM(Tropical RainfallMeasuring Mission)、基于人工神经网络利用遥感信息进行降水反演的PERSIANN(Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using ArtificialNeural Networks)等。尽管卫星降水产品在时空分辨率上具有显著优势，但其在不同区域的精度表现具有很强的不确定性。在全球和区域尺度进行的大量实验和研究表明，大多数降水产品在大尺度上表现良好，但在具体区域内差异巨大(Kummerow C,Simpson J,ThieleO,et al.The Status of the Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)After TwoYears in Orbit[J].Journal of Applied Meteorology,2000,39:1965-1982.)。

因此，在特定地区应用卫星降水产品时，进行误差校正是提升降水精度的必要手段。目前对卫星降水的校正研究，多为引入可能对卫星降水估计产生影响的信息与卫星降水数据进行融合，如雷达数据、红外数据、植被信息或多光谱影像等，或通过推求卫星降水与实测降水偏差的概率分布函数进行校正。这些方法虽然能够达到提高卫星降水产品估算精度的目的，但其对数据需求大、方法复杂，操作上具有一定难度，恐无法满足实际应用中对降水校正方法易操作、易推广的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空间优化插值的卫星降水数据校正方法，在一定空间范围内，对不同等级降水分别进行空间优化插值，使用尽可能简便的方法和数据，有效降低卫星降水数据与地面测量数据的偏差。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于空间优化插值的卫星降水数据校正方法，包括以下步骤：

(1)获取数据

获取卫星降水数据，同时收集同一地区的地面降水观测站的日降水量数据；

(2)数据预处理

修正卫星降水数据与地面日降水量观测数据的观测时差(将调整卫星降雨数据和地面日尺度观测数据至相同的时间分辨率)，并将其存储为文档形式以便调用；

(3)选取评价指标

选取相关系数(correction coefficient，CC)、均方根误差(root mean squarederror，RMSE)、平均绝对误差(mean absolute error，MAE)、相对误差(relative bias，BIAS)作为卫星降水产品精度的评价指标；