一种星地多源降水自适应动态融合方法技术

本发明专利技术公开了一种星地多源降水自适应动态融合方法，包括：获取流域粗分辨率和细分辨率的时不变因子和时变因子；时不变因子包括：DEM、坡度、Hand指数及粗糙度；时变因子包括：NDVI、风速、地表温度、散射指数及微波极化指数；对每颗卫星进行降尺度，得到每颗卫星的细分辨率降水；构建自适应动态贝叶斯框架，通过降水误差的分布转换、降水概率密度函数参数优化来计算每颗卫星在实测站点所在网格的最优权重；计算每颗卫星细分辨率网格的最优权重，每颗卫星细分辨率网格降水加权求和得到融合降水。本发明专利技术通过自适应动态融合方法融合站点降水和多颗卫星降水，得到细分辨率的融合降水产品，为精细化水文模型的输入提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种星地多源降水自适应动态融合方法
本专利技术属于水文和气象
，具体涉及基于获取时间和空间上的动态权重进而实现星地多源降水融合的方法。
技术介绍
中国是一个洪涝灾害频发的国家，水文模型是解决洪涝灾害的重要手段。降水作为水文模型最关键的输入源，降水的精度和时效性直接影响模拟结果的精度和可靠性。目前降水数据的获取方式主要有地面观测、卫星和雷达定量降水估计、模式定量降水预报。长期以来，降水的常规观测主要依赖于布设于地表的观测站点，采用有限的观测结果代表周边几十甚至几百平方公里范围内的真实降水。实际降水的大小、类型等具有显著的时空变异性，地面站点存在以点代面的问题，特别是站点稀少的区域观测降水不能有效反映空间降水的空间变异性，降水观测的空间局限性成为水文研究中的难点。雷达定量降水估计具有空间分辨率高、实时性强的优点，但是因容易受覆盖物的影响，其覆盖范围有限。伴随着国内外卫星遥感技术的发展，基于天气雷达与卫星的遥感降水观测得以不断完善，弥补了地面站点空间分布的不足，也为降水的监测提供了新的手段。目前，卫星遥感在获取时空变化的全球降水方面具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星地多源降水自适应动态融合方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取流域粗分辨率和细分辨率的时不变因子和时变因子；时不变因子包括：DEM、坡度、Hand指数、粗糙度；时变因子包括：NDVI、风速、地表温度、散射指数及微波极化指数；/n步骤2，基于混合地理加权逐步回归模型对卫星降水进行降尺度，得到每颗卫星细分辨率降水；/n步骤3，构建自适应动态贝叶斯框架，通过降水误差的分布转换、降水概率密度函数参数优化来计算每颗卫星在降水观测站点所在细分辨率网格的最优权重；/n步骤4，基于克里金插值通过观测站点所在细分辨率网格求得的权重，计算每颗卫星每个细分辨率网格的最优权重，每颗卫星细分辨率降水...

【技术特征摘要】
1.一种星地多源降水自适应动态融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取流域粗分辨率和细分辨率的时不变因子和时变因子；时不变因子包括：DEM、坡度、Hand指数、粗糙度；时变因子包括：NDVI、风速、地表温度、散射指数及微波极化指数；
步骤2，基于混合地理加权逐步回归模型对卫星降水进行降尺度，得到每颗卫星细分辨率降水；
步骤3，构建自适应动态贝叶斯框架，通过降水误差的分布转换、降水概率密度函数参数优化来计算每颗卫星在降水观测站点所在细分辨率网格的最优权重；
步骤4，基于克里金插值通过观测站点所在细分辨率网格求得的权重，计算每颗卫星每个细分辨率网格的最优权重，每颗卫星细分辨率降水加权求和得到融合降水。


2.根据权利要求1所述的一种星地多源降水自适应动态融合方法，其特征在于，所述步骤2中基于混合地理加权逐步回归模型对多颗卫星进行降尺度，具体包括以下步骤：
步骤2.1，基于粗分辨率的时不变因子和时变因子，构建某个时刻某颗卫星单个粗分辨率网格的混合地理加权逐步回归模型：



式中，i为粗分辨率网格编号，m为卫星编号，t表示时间，CR表示粗分辨率，为t时刻第m卫星第i个粗分辨率网格的降水；为第i个粗分辨率网格的高程，为对应的时不变系数；为第i个粗分辨率网格的坡度，为对应的时不变系数；为第i个粗分辨率网格的Hand指数，为对应的时不变系数；为第i个粗分辨率网格的地表粗糙度，为对应的时不变系数；为t时刻第i个粗分辨率网格的植被归一化指数，为对应的时变系数；为t时刻第i个粗分辨率网格的风速，为对应的时变系数；为t时刻第i个粗分辨率网格的地表温度，为对应的时变系数；

为t时刻第i个粗分辨率网格的散射指数，为对应的时变系数；为t时刻第i个粗分辨率网格的微波极化指数，为对应的时变因子；为t时刻第i个粗分辨率网格的残差；
步骤2.2，对上步构建的混合地理加权逐步回归模型进行逐步回归，逐步引入对降水贡献量大的因子：
逐步引入9个粗分辨率因子，包括：4个时不变因子和5个时变因子，4个时不变因子为)，5个时变因子为进行逐步回归分析和对应的回归系数进行F检验，若检验通过给定显著性水平α，则将该因子保留，逐步回归完成以后留下的因子记为为4个时不变因子和5个时变因子的子集，由两个部分组成分别为：时不变因子子集时变因子子集
步骤2.3，假设上步所得由n1个时不变因子和n2个时变因子组成，某个时刻单个细分辨率网格的混合地理加权逐步回归模型为：



式中，j为细分辨率网格编号，m为卫星编号，t表示时间，FR表示细分辨率，为t时刻第m颗卫星第j个细分辨率网格的降水；为第j个细分辨率网格的第1个时不变因子，为其对应的系数；为第j个细分辨率网格的第n1个时不变因子，为其对应的系数；为第j个细分辨率网格的第1个时变因子，为其对应的系数；为第j个细分辨率网格的第n2个时变因子，为其对应的系数；为t时刻第j个细分辨率网格的残差；
对于t时刻细分辨率单个网格系数求解如下：



式中，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珂，晁丽君，刘林鑫，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32