一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法技术

本发明专利技术实施例提出了一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，包括：获取台站的观测数据，其中所述观测数据中包括以下的至少一种：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数；将中国大陆地区划分为四个区域，且相邻的两个区域的重叠区域具有100公里宽度的重叠区域；该重叠区域同时属于该两个区域；对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，然后3小时分辨率的观测数据对辅助资料进行修正以获取处理后观测数据，其中每一区域的处理后观测数据具有相同的时间分辨率；将四个区域的处理后观测数据进行拼接以形成完整的国大陆地区的总数据。

【技术实现步骤摘要】
一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法
本专利技术涉及数据处理
，尤其是涉及一种中国大陆台站气象数据分区空间拼接拟合方法。
技术介绍
随着社会的发展，越来越多领域都开始使用数据分析和数据处理技术。在使用海量数据的很多领域，特别是需要从海量检测设备提取数据的领域，都可能面对部分数据丢失的风险。气象数据是一种极其典型的海量数据集，气象数据要综合多种数据源的海量数据，其中台站检测到的数据是极其重要的一部分。但是台站由于天气原因或设备故障原因，可能会偶发数据丢失的情况；而有些地区由于各种原因导致未设置台站。由于气象数据都具有空间连续性和时间连续性，因此可以采用插值的方式来估算缺失的数据。但是现有技术中在进行空间插值时计算精度低且运算速度慢的问题。
技术实现思路
针对当前的进行空间插值时计算精度低且运算速度慢的问题，本专利技术实施例提出了一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，能够通过社会经济指标、土地利用类型、土地利用类型进行经济社会用水预估。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，包括：步骤1、获取台站的观测数据，其中所述观测数据中包括以下的至少一种：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数；步骤2、将中国大陆地区划分为四个区域，且相邻的两个区域的重叠区域具有100公里宽度的重叠区域；该重叠区域同时属于该两个区域；步骤3、对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，然后3小时分辨率的观测数据对辅助资料进行修正以获取处理后观测数据，其中每一区域的处理后观测数据具有相同的时间分辨率；步骤4、将四个区域的处理后观测数据进行拼接以形成完整的国大陆地区的总数据。进一步的，所述步骤3中的对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，具体包括：获取近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数的观测数据，并对日观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据；其中插值为其相邻的两个时刻的观测数据的平均值。进一步的，所述辅助资料为NCEP公司的CFSR全球耦合再分析数据，该CFSR全球耦合再分析数据为3小时分辨率的再分析数据。进一步的，对于近地面1.5米气温、气压、近地面10米风速的每一观测数据，将其对应的3小时分辨率的辅助资料减去该辅助数据的日平均值，并加上对应的插值后的3小时分辨率的观测数据，作为近地面1.5米气温、气压、近地面10米风速的处理后观测数据。进一步的，对于相对湿度、日照时数的每一观测数据，将其对应的3小时分辨率的辅助资料除以该辅助数据的日平均值，并乘以对应的插值后的3小时分辨率的观测数据，作为相对湿度、日照时数的处理后观测数据。进一步的，所述步骤4还包括：如果经纬线的格点位于两个区域的重叠区域内，且该格点在两个区域内具有不同的插值，则获取该格点与两个区域的边界的距离，并将其中距离较短的一个区域的插值作为该格点的插值。本专利技术的技术方案具有以下优势：上述方案提出了一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，能够将分区后的台站的观测数据进行插值，然后再进行拼接。上述方案解决了台站数据在空间上插值计算精度不高、运算较慢问题。附图说明通过下面结合附图对本专利技术的一个优选实施例进行的描述，本专利技术的技术方案及其技术效果将变得更加清楚，且更加易于理解。其中：图1为本专利技术实施例的流程图；图2为分区域的示意图。具体实施方式以下将结合所附的附图对本专利技术的一个优选实施例进行描述。如图1所示的，本专利技术实施例的台站气象数据分区空间拼接拟合方法具体包括：步骤1、获取台站的观测数据，其中所述观测数据中包括以下的至少一种：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数；步骤2、将中国大陆地区划分为四个区域，且相邻的两个区域的重叠区域具有100公里宽度的重叠区域；该重叠区域同时属于该两个区域；步骤3、对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，然后3小时分辨率的观测数据对辅助资料进行修正以获取处理后观测数据，其中每一区域的处理后观测数据具有相同的时间分辨率；步骤4、将四个区域的处理后观测数据进行拼接以形成完整的国大陆地区的总数据。其中，所述步骤3具体包括：获取近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数的观测数据，并对日观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据；其中插值为其相邻的两个时刻的观测数据的平均值；所述辅助资料为NCEP公司的CFSR全球耦合再分析数据，该CFSR全球耦合再分析数据为3小时分辨率的再分析数据。对于近地面1.5米气温、气压、近地面10米风速的每一观测数据，将其对应的3小时分辨率的辅助资料减去该辅助数据的日平均值，并加上对应的插值后的3小时分辨率的观测数据，作为近地面1.5米气温、气压、近地面10米风速的处理后观测数据；对于相对湿度、日照时数的每一观测数据，将其对应的3小时分辨率的辅助资料除以该辅助数据的日平均值，并乘以对应的插值后的3小时分辨率的观测数据，作为相对湿度、日照时数的处理后观测数据。如果经纬线的格点位于两个区域的重叠区域内，且该格点在两个区域内具有不同的插值，则获取该格点与两个区域的边界的距离，并将其中距离较短的一个区域的插值作为具体来说，本专利技术实施例采用了来自于中国气象局(ChinaMeteorologicalAdministration,CMA)气象信息中心常规气象要素740台站的观测数据(其中2007-2010年的产品是在NMIC计算完成)。涉及的观测变量有：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数。由于国家气象信息中心(NationalMeteorologicalInformationCenterofChina,NMIC)提供的观测数据是经过质量控制的并且误差控制在2％以内。为了计算更准确也更方便，本专利技术实施例中基于地形和站点观测密度的因素考虑，将中国大陆地区如图2所示的分成四个分区：1区、2区、3区、4区。其中，在两个区交叉的区域有100公里宽度的重叠区域。这套观测数据的不同变量在不同时段的观测频次也不同：其中降水和日照时数这两个变量在整个1958-2010年驱动数据的制备过程中是日观测数据。而对于近地面气温、相对湿度、风速和气压的观测数据，1958-1989年是日尺度观测；1990-1997年是6小时频率的观测；1998-2010年的观测资料是3小时频率。由此可见所有台站观测数据的颗粒度不同。此外，中国地区的近地面气温、相对湿度、风速和气压的台站观测数据在1998-2006年期间虽然是3小时观测，但是各时刻之间的观测数量很不均匀；即：一天中的3、9、15、21时的观测数据量比0、6、12、18时的数据量少。由此可见所有台站观测数据之间有缺失。本专利技术实施例利用薄板平滑样条模型的理论来将这个时间段3，9，15，21时刻的观测补全。本专利技术实施例中应用NCEPCFSR再分析资料中的近地面气温、相对湿度、风速和气压变量的3小时分辨率的数据；其中0、6、12、18时是用再分析数据，而3、9、15、21是用的预报数据。NCEPCFSR资料是NCEP最新的一套全球耦合再分析数据，发展该数据集的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，其特征在于，包括：步骤1、获取台站的观测数据，其中所述观测数据中包括以下的至少一种：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数；步骤2、将中国大陆地区划分为四个区域，且相邻的两个区域的重叠区域具有100公里宽度的重叠区域；该重叠区域同时属于该两个区域；步骤3、对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，然后3小时分辨率的观测数据对辅助资料进行修正以获取处理后观测数据，其中每一区域的处理后观测数据具有相同的时间分辨率；步骤4、将四个区域的处理后观测数据进行拼接以形成完整的国大陆地区的总数据。

【技术特征摘要】
1.一种台站气象数据分区空间拼接拟合方法，其特征在于，包括：步骤1、获取台站的观测数据，其中所述观测数据中包括以下的至少一种：近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数；步骤2、将中国大陆地区划分为四个区域，且相邻的两个区域的重叠区域具有100公里宽度的重叠区域；该重叠区域同时属于该两个区域；步骤3、对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，然后3小时分辨率的观测数据对辅助资料进行修正以获取处理后观测数据，其中每一区域的处理后观测数据具有相同的时间分辨率；步骤4、将四个区域的处理后观测数据进行拼接以形成完整的国大陆地区的总数据。2.根据权利要求1所述的台站气象数据分区空间拼接拟合方法，其特征在于，所述步骤3中的对每一区域内的观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据，具体包括：获取近地面1.5米气温、气压、相对湿度、近地面10米风速、累积降水、日照时数的观测数据，并对日观测数据进行插值以获取3小时分辨率的观测数据；其中插值为其相邻的两个时刻的观测数据的平均值。3.根据权利要求2所述的台站气象数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩子叻，彭岩波，李爱华，宋杰，王国强，王溥泽，
申请(专利权)人：山东省环境规划研究院，北京师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37