一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，包括根据计算流域各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域的中心点；计算以计算流域的中心点为原点的流域最小半径，并确定初始流域；确定初始流域的雨量特征半径；根据计算流域的中心点、以及流域最小半径和雨量特征半径中的较大值，确定目标流域；计算目标流域的实测面平均雨量和区域内QPE格点雨量均值，得到两者的校正比值；根据计算流域中所有格点的QPE数据和校正比值，计算得到校正后的QPE序列。本发明专利技术解决了目前常见的雷达降水估测检验和误差订正多针对于单点或不同等级划分的雷达降水估测，且未与实测降雨资料进行校验，具有计算量大、水量不平衡的缺陷的问题。平衡的缺陷的问题。平衡的缺陷的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法


[0001]本专利技术涉及气象学与水文学结合的水文预报
，特别是一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法。

技术介绍

[0002]降雨是水文循环过程的重要环节，精细化、高密度的降雨监测和预报对山洪地质灾害和中小河流洪水预报预警起着重要的支撑作用，尤其是可靠的降雨信息对延长洪水预见期至关重要。雷达定量估测(QPE)可以提够时间连续、水平分辨率高和覆盖范围广阔的降水产品，但是雷达降水估测(QPE)效果仍需改进，目前常见的雷达降水估测(QPE)检验和误差订正多针对于单点或不同等级划分的雷达降水估测(QPE)，且未与实测降雨资料进行校验，具有计算量大、水量不平衡的缺陷。

技术实现思路

[0003]针对上述缺陷，本专利技术提出了一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，其目的在于解决目前常见的雷达降水估测(QPE)检验和误差订正多针对于单点或不同等级划分的雷达降水估测(QPE)，且未与实测降雨资料进行校验，具有计算量大、水量不平衡的缺陷的问题。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：基于河流或目标断面的集水面积，记为计算流域Z1，将计算流域Z1划分为与QPE格点数据对应大小的单元网格，确定计算流域Z1各边界点所在单元网格的经纬度，根据计算流域Z1各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域Z1的中心点；
[0007]步骤S2：计算以计算流域Z1的中心点为原点的流域最小半径R1，并确定初始流域Z2；
[0008]步骤S3：确定初始流域Z2的雨量特征半径R2；
[0009]步骤S4：根据计算流域Z1的中心点、以及流域最小半径R1和雨量特征半径R2中的较大值，确定目标流域Z3；
[0010]步骤S5：计算目标流域Z3的实测面平均雨量P1和区域内QPE格点雨量均值P2，得到两者的校正比值a；
[0011]步骤S6：根据计算流域Z1中所有格点的QPE数据和校正比值a，计算得到校正后的QPE序列；
[0012]步骤S7：建立洪水预报模型，将校正后的QPE序列作为降雨输入代入洪水预报模型，进行洪水预报。
[0013]优选的，在步骤S1中，根据流域各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域Z1的中心点，计算流域Z1的中心点的计算公式如下：
[0014]O((x1+x2+
…
+x
n
)/n，(y1+y2+
…
+y
n
)/n)
[0015]其中，n代表流域边界点的总数量，为正整数；x
n
代表流域中第n个边界点所在单元网格的形心点的横坐标值；y
n
代表流域中第n个边界点所在单元网格的形心点的纵坐标值。
[0016]优选地，在步骤S2中，具体包括以下子步骤：
[0017]步骤S21：根据计算流域Z1的中心点的经纬度，直线连接计算流域Z1的中心点到流域各边界点，计算流域各边界点到计算流域Z1的中心点的距离的中心点的距离其中，j为流域各边界点数；x
o
为计算流域Z1的中心点的横坐标值，x
j
为流域中第j个边界点的横坐标值；y
o
为计算流域Z1的中心点的纵坐标值；y
j
为流域中第j个边界点的纵坐标值；
[0018]步骤S22：选取流域各边界点到计算流域Z1的中心点的距离中的最大值作为流域最小半径R1。
[0019]优选地，在步骤S3中，具体包括以下子步骤：
[0020]步骤S31：选取初始流域Z2内包含的所有雨量站点；
[0021]步骤S32：将所有雨量站点按照分布情况分为两组，分别为计算组和验证组；
[0022]步骤S33：用泰森多边形法分别计算两组雨量站点不同时段的面平均雨量值，记为P
算i
和P
验i
，其中i表示时段数；
[0023]步骤S34：将两组雨量站点不同时段的面平均雨量值进行比对，生成误差；
[0024]步骤S35：判断误差是否小于相对误差或绝对误差，若是，则证明该时段两组雨量站点的面平均雨量值比对结果为合格，并得到初始流域Z2的雨量站点面平均雨量值的比对合格率；
[0025]步骤S36：计算不同半径情况下初始流域Z2的雨量站点面平均雨量值对应的比对合格率，当比对合格率大于设定的目标值QR时，则取对应半径作为初始流域Z2的雨量特征半径R2。
[0026]优选地，在步骤S5中，根据泰森多边形法计算目标流域Z3的实测面平均雨量P1；根据QPE算法程序计算区域内QPE格点雨量均值P2。
[0027]优选地，在步骤S5中，校正比值a的计算公式如下：
[0028]a＝P1/P2[0029]其中，a表示校正比值；P1表示目标流域Z3的实测面平均雨量；P2表示区域内QPE格点雨量均值。
[0030]本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0031]本方案首先基于流域自身雨量站点数据，验证确定流域的雨量特征半径，然后根据区域的实测面平均雨量值和区域内QPE格点雨量均值，确定两者的校正比值，进而同倍比放大或缩小计算流域的QPE值，得到校正后的QPE序列，最终作为降雨预报输入代入洪水预报模型，计算流域目标断面的洪水过程。本方案充分考虑了雷达定量降水估测的格点雨量分布区分和实测降雨的总体水量平衡，同时运用气象QPE数值的网格区分度，弥补了布设的雨量站点密度不足而造成的流域降雨分布数据不清晰问题，解决了现有流域尤其是中小河流流域因汇流时间短造成的预见期短的问题，提高了洪水过程的预报精度，延长洪水预见期，若结合分布式单位线模型可实现任意点预报，具有适用范围广、拟合精度高的优点。
附图说明
[0032]图1是一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法步骤流程图。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，包括以下步骤：
[0035]步骤S1：基于河流或目标断面的集水面积，记为计算流域Z1，将计算流域Z1划分为与QPE格点数据对应大小的单元网格，确定计算流域Z1各边界点所在单元网格的经纬度，根据计算流域Z1各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域Z1的中心点；
[0036]步骤S2：计算以计算流域Z1的中心点为原点的流域最小半径R1，并确定初始流域Z2；
[0037]步骤S3：确定初始流域Z2的雨量特征半径R2；
[0038]步骤S4：根据计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：基于河流或目标断面的集水面积，记为计算流域Z1，将计算流域Z1划分为与QPE格点数据对应大小的单元网格，确定计算流域Z1各边界点所在单元网格的经纬度，根据计算流域Z1各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域Z1的中心点；步骤S2：计算以计算流域Z1的中心点为原点的流域最小半径R1，并确定初始流域Z2；步骤S3：确定初始流域Z2的雨量特征半径R2；步骤S4：根据计算流域Z1的中心点、以及流域最小半径R1和雨量特征半径R2中的较大值，确定目标流域Z3；步骤S5：计算目标流域Z3的实测面平均雨量P1和区域内QPE格点雨量均值P2，得到两者的校正比值a；步骤S6：根据计算流域Z1中所有格点的QPE数据和校正比值a，计算得到校正后的QPE序列；步骤S7：建立洪水预报模型，将校正后的QPE序列作为降雨输入代入洪水预报模型，进行洪水预报。2.根据权利要求1所述的一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，其特征在于：在步骤S1中，根据流域各边界点所在单元网格的形心点的经纬度确定计算流域Z1的中心点，计算流域Z1的中心点的计算公式如下：O((x1+x2+
…
+x
n
)/n，(y1+y2+
…
+y
n
)/n)其中，n代表流域边界点的总数量，为正整数；y
n
代表流域中第n个边界点所在单元网格的形心点的横坐标值；y
n
代表流域中第n个边界点所在单元网格的形心点的纵坐标值。3.根据权利要求1所述的一种对雷达定量降水估测进行水量平衡处理的方法，其特征在于：在步骤S2中，具体包括以下子步骤：步骤S21：根据计算流域Z1的中心点的经纬度，直线连接计算流域Z1的中心点到流域各边界点，计算流域各边界点到计算流域Z1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉丹，王锋，邓枫，卫瀛海，张定凯，林佳微，郑妙洁，江平，
申请(专利权)人：广东省水文局梅州水文分局，
类型：发明
国别省市：