【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气象预警领域，具体涉及一种面向变化气候的干旱风险预测方法及其系统。
技术介绍
1、面向变化气候进行干旱风险预测的作用是多方面的，这涉及到社会、经济和生态系统的各个层面。在当今气候不断变化的背景下，及时准确地预测干旱风险可以及时做出有效的决策，从而更好地应对极端气候事件的影响。
2、首先，干旱风险预测有助于提前警告，减少灾害损失。通过监测气象、水文和土壤数据，科学家们可以识别出潜在的干旱风险区域，并预测未来一段时间内的干旱可能性。这种提前的预警可以作为取紧急措施的信号，如水资源调配、农业管理和紧急救援，以减轻干旱造成的灾害损失，保障人民的生命财产安全。其次，干旱风险预测对于农业生产至关重要。农业是人类生活的重要组成部分，而干旱往往导致农田水分短缺，影响作物的生长和产量。通过及时了解干旱风险，农民可以采取相应的农业措施，如选择适应性更强的作物品种、合理利用灌溉水源、调整种植周期等，从而最大程度地减轻农业损失，确保粮食安全。此外，对干旱风险的预测也对水资源管理至关重要。气候变化导致水资源分布和供应发生变化，干旱的发生使得水资源更加紧缺。通过准确预测干旱，水资源管理机构可以采取措施来合理分配水资源，确保城市和农村的正常用水，维护社会的可持续发展。最后，干旱风险预测对于生态系统的保护和恢复也具有积极意义。干旱不仅影响人类的生活，也对生态系统造成严重破坏，威胁生物多样性。通过提前了解干旱的可能发生，可以采取措施来保护脆弱的生态系统，促进植被恢复，维护生态平衡。
3、总体而言，面向变化气候进行干旱风险预测
4、现有技术存在以下不足：在传统的气象预测中，通常采用气象站数据和卫星图像进行监测和分析，但针对气候变化背景下的干旱风险预测，传统方法存在数据源单一、精度不足、缺乏综合性、提前预警不准确、模型泛化能力差等问题。气象预测领域需要更为综合、准确的方法来预测干旱风险，以满足对气象灾害的更有效应对需求。
5、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种面向变化气候的干旱风险预测方法及其系统，通过对变化气候背景下区域干旱风险的准确预测，通过构建多级别评估体系模型，综合考虑了植被、流域面积和气象数据等多方面因素，提高了预测的全面性，通过集成学习模型，对高风险地区进行更为精准的第四级干旱风险等级的预测，为相关部门提供了更为详细和及时的干旱预警信息，这为未来变化气候下的区域干旱事件提供了一种有效的预测路径，有助于提前采取措施来应对潜在的气象灾害，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种面向变化气候的干旱风险预测系统，包括数据采集单元、评估单元、处理单元；
3、其中，评估单元包括1级评估模块、2级评估模块、3级评估模块以及4级评估模块；
4、处理单元包括判断模块、实地勘测模块、风险区标注模块、数据建模模块以及指令模块；
5、数据采集单元检测并获取监测区域的历史卫星遥感土地利用类型数据、植被生长数据、流域范围数据以及地面观测台站的气象资料，建立初始数据集合，由评估单元的1级评估模块根据研究区域的植被数据生成1级干旱风险系数drc-1，若1级干旱风险系数drc-1低于预设的1级风险阈值，则将监测区域标记为1级风险区，并向外部发出第一预警信息；
6、在获取到具有第一预警信息的区域后，1级评估模块基于双极化雷达指数sdwi提取自然湖泊的水体范围bs，由2级评估模块根据水体范围bs计算水体面积变化率，并生成2级干旱风险系数drc-2，若2级干旱风险系数drc-2低于预设的2级风险阈值，则将监测区域标记为2级风险区，并向外部发出第二预警信息；
7、在获取到具有第二预警信息的区域后，确定2级风险区内的地面气象观测台站，获取初始数据集合中各台站的逐日降水数据，由3级评估模块根据降水距平百分比公式生成3级干旱风险系数drc-3，若3级干旱风险系数drc-3低于预设的3级风险阈值，则将监测区域标记为3级风险区，并向外部发出第三预警信息；
8、在获取到具有第三预警信息的区域后，确定3级风险区内的地面气象观测台站，获取初始数据集合中各台站的逐日降水数据和平均气温数据，由4级评估模块根据标准化降水蒸散发指数计算公式生成4级干旱风险系数drc-4，若4级干旱风险系数drc-4低于预设的4级风险阈值，则将监测区域标记为4级风险区，并向外部发出第四预警信息；
9、处理单元获取到第四预警信息后，通过判断模块向实地勘测模块和风险区标注模块发出指令，通过实地勘测模块和风险区标注模块进行干旱风险点的实地勘测和地图标注，后续针对干旱高风险点，通过数据建模模块建立干旱高风险点特征演化模型，并由指令模块产生下一步控制指令。
10、优选的，初始数据集合的建立方式为：
11、首先，通过遥感卫星对土地利用类型lu、植物生长情况ndvi以及水体范围bs进行监测；
12、水体范围bs通过遥感卫星影像构建双极化雷达指数sdwi指数，其中sdwi计算方式为：其中，vv和vh为极化影像，k为增益系数，取10，s为初始阈值，通过最大类间方差法统计出水面提取的初始阈值，通过比较sdwi指数与水面提取的初始阈值计算监测区域范围内的全部自然湖泊水体范围bs；
13、其次，通过地面气象观测台站监测气象资料，获取平均气温tm、降水量pre、最高气温tmax、最低气温tmin、平均风速win、相对湿度rhu和日照时数ssd历史数据；
14、最后，利用降尺度方法将上述数据处理成空间分辨率一致的数据，建立所研究区域的初始数据集合。
15、优选的，1级干旱风险系数drc-1的生成方式为：
16、由评估单元的1级评估模块使用初始条件集合中的归一化植被指数ndvi生成1级干旱风险系数drc-1，方式为：其中，为特定年第i期的ndvi值，和分别为多年第i期ndvi的最大值和最小值；
17、2级干旱风险系数drc-2的生成方式为：由评估单元的2级评估模块根据水体范围bs计算水体面积变化率k并生成2级干旱风险系数drc-2，方式为：，其中，是水体面积在时间范围t内的变化量，修正系数c是根据实际流域水体类型调整的正常数；
18、由评估单元的3级评估模块使用初始条件集合中的降水量pre根据降水距平百分比公式生成3级干旱风险系数drc-3，计算公式为：其中，为时段降水量，为时段同期平均降水量；
19、4级干旱风险系数drc-4的生成方式为：
20、由评估单元的4级评估模块使用初始条件集合中的平均气温tm和降水量pre生成4级干旱风险系数drc-4，依照本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，包括数据采集单元、评估单元、处理单元；
2.根据权利要求1所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，初始数据集合的建立方式为：
3.根据权利要求1所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，1级干旱风险系数Drc-1的生成方式为：
4.根据权利要求3所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，还包括干旱特征生成单元，其中，干旱特征生成单元包括持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块，在预警单元发送预警通知后，干旱特征生成单元利用已建立的干旱高风险点特征演化模型对Drc-4的预测值进行干旱特征分析，通过持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块分别生成该干旱事件的持续时间信息、干旱烈度信息以及影响范围信息，并提交给有关部门作为参考。
5.根据权利要求4所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，获取监测区域的标注地图，根据初始数据集合的空间分辨率，通过降尺度的方法将标注地图分割为同分辨率的单位区域，将干旱高风险点及其
6.根据权利要求5所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，还包括干旱特征生成单元，其中，干旱特征生成单元包括持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块，在预警单元发送预警通知后，干旱特征生成单元利用已建立的干旱高风险点特征演化模型对Drc-4的预测值进行干旱特征分析，通过持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块分别生成该干旱事件的持续时间信息、干旱烈度信息以及影响范围信息，并提交给有关部门作为参考。
7.一种面向变化气候的干旱风险预测方法，通过上述权利要求1-6中任意一项所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统来实现，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种面向变化气候的干旱风险预测方法，其特征在于，在发送预警通知后，利用已建立的干旱高风险点特征演化模型对Drc-4的预测值进行干旱特征分析，生成该干旱事件的持续时间、干旱烈度以及影响范围信息，并提交给有关部门作为参考。
...【技术特征摘要】
1.一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，包括数据采集单元、评估单元、处理单元；
2.根据权利要求1所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，初始数据集合的建立方式为：
3.根据权利要求1所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，1级干旱风险系数drc-1的生成方式为：
4.根据权利要求3所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，还包括干旱特征生成单元，其中，干旱特征生成单元包括持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块，在预警单元发送预警通知后，干旱特征生成单元利用已建立的干旱高风险点特征演化模型对drc-4的预测值进行干旱特征分析，通过持续时间分析模块、干旱烈度分析模块以及影响范围分析模块分别生成该干旱事件的持续时间信息、干旱烈度信息以及影响范围信息，并提交给有关部门作为参考。
5.根据权利要求4所述的一种面向变化气候的干旱风险预测系统，其特征在于，获取监测区域的标注地图，根据初始数据集合的空间分辨率，通过降尺度的方法将标注地图分...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍娜娜，刘明宇，闫星廷，李晨阳，彭凯，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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