[发明专利]融合卫星雷达多源数据的降水质量控制与评估方法及应用

说明书

本发明公开了融合卫星雷达多源数据的降水质量控制与评估方法及应用。该方法包括步骤：获取卫星数据、雷达数据和地面降水数据，定义质量控制参考域、质量评估参考域、实时异常事件和准实时异常事件；对地面降水数据中异常站点进行标注，计算异常站点的质量控制因子和天气背景进而识别实时异常事件，并对实时异常事件对应数据的正确性与否进行标记；获得待评估站点对应质量评估参考域的地面降水数据以及质量标记结果，计算待评估站点的质量评估因子，根据质量评估因子识别准实时异常事件。本发明在进行降水质量控制与评估时，引入卫星数据、雷达数据，提高了实时质量异常事件的自动标识水平，实现了不同质量问题事件处理间的互反馈机制，效果较好。

技术领域

本发明属于应用气象技术领域，更具体地，涉及一种融合卫星雷达多源数据的降水质量控制与评估方法及应用。

背景技术

气候变化加剧了极端天气和水文事件的发生，降水是区域干旱和洪水事件最直接的驱动因素，也是研究气候变化的基础要素。地面自动站观测站点降水数据属于直接测量，观测精度高，应用十分广泛，对气象灾害预警、天气预报检验、气候预测及决策服务等至关重要。受多种因素影响，自动站观测降水数据质量问题客观存在，但只要其质量状况是已知的就可得到恰当应用。质量控制与评估作为保障地面观测资料应用质量的最后防线，一直是气象资料加工处理的关注的重点内容之一。由于降水时空分布不均匀，降水质量控制与评估一直是地面气象要素质量控制的重点和难点。

国内外针对降水质量控制作与评估已开展了很多研究，根据方法使用资料类别可分为常规质量控制方法和多源数据质量控制方法两类。常规质量控制方法围绕自动站观测资料展开，但该类方法大多只能挑错无法判错，质量问题数据的最终确认需要人工介入。多源数据质量控制方法现通过引入不同视觉观测系统的资料对地面降水进行判断，可实现质量问题数据的自动判断，目前主要以雷达资料为主，但地面雷达观测易受复杂地形等的影响，且雷达探测在空间上仍具有局限性，仅基于雷达资料的降水多源质量控制方法存在不确定性。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种融合卫星雷达多源数据的降水质量控制与评估方法及应用，在进行降水质量控制与评估时，引入了卫星数据、雷达数据，具有较好效果。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种融合卫星雷达多源数据的降水质量控制与评估方法，包括步骤：

获取卫星数据、雷达数据和地面降水数据，定义质量控制参考域、质量评估参考域、实时异常事件和准实时异常事件；

将地面降水数据输入到训练后的异常数据标注模型中获得异常站点，根据异常站点对应的质量控制参考域的卫星数据、雷达数据和地面降水数据计算异常站点的质量控制因子和天气背景，根据异常站点的质量控制因子和天气背景识别实时异常事件，对实时异常事件对应的地面降水数据的正确性与否进行标记；

获得待评估站点对应质量评估参考域的地面降水数据以及标记结果，计算待评估站点及其质量评估参考域中站点的质量评估因子，根据质量评估因子识别准实时异常事件。

进一步地，天气背景包括晴空、无明显降水和有降水三种类型，通过判断异常站点的质量控制因子是否满足对应天气背景的预设条件来判断异常站点的天气背景。

进一步地，质量控制因子包括地面降水质控因子、卫星质控因子和雷达质控因子；

地面降水质控因子包括降雨率质控因子和气候极值质控因子，降雨率质控因子表示质量控制参考域内有降水站点的比例，气候极值质控因子表示估计的历史同期月最大小时降水量；

卫星质控因子包括亮温质控因子、晴空率质控因子、主导云状质控因子和总云量质控因子，亮温质控因子表示质量控制参考域内的最低亮温，晴空率质控因子表示质量控制参考域内非降水区域占比的最小值，主导云状质控因子表示质量控制参考域内占比最高的云类型，总云量质控因子表示质量控制参考域内格点的平均云量；