【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气象监测，特别是一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法及系统。
技术介绍
1、气象干旱是指某一时间段内，某地由于水分的蒸发量与降水量失衡，水分支出大于水分收入而造成地表水分短缺的现象。气象干旱不仅造成农业减产、粮食短缺、财产损失甚至社会动荡，同时也会带来一系列环境方面的次生灾害。
2、气象干旱是其他类型干旱的起因和监测评估的基础。我国分别于2006年与2012年分别提出了综合气象干旱指数(ci)与气象干旱综合监测指数(mci)，较好地反映了我国不同地区干旱频率分布和年内不同等级干旱的季节分布特征。
3、虽然新的基于mci方法的干旱预警较ci方法有了明显改进，但该方法由于需要的数据多，且有些数据不易获取或稳定性差，在实际预警应用中受限，因此亟需研究一种新的干旱灾害预警方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术中的缺陷，提出一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法及系统，其通过干旱等级划分构建干旱灾害综合风险预警方法及系统，提升干旱灾害风险综合预警技术水平，为干旱灾害风险综合预警工作业务化运行和灾害预警信息发布提供技术支撑。
2、本专利技术的干旱灾害综合风险预警方法引入月相对湿润度指数、耕地面积以及植被面积影响因子，通过等级划分以对现有体系进行研究与简化，综合气象干旱等级与干旱灾害风险预警等级进行气象干旱综合风险预警，保证预警的准确度；并利用系统使预警可视化，提高了干旱风险预警的效率与可信度。
3、本专利技术
4、s1、构建气象干旱灾害风险的影响因子，气象干旱灾害风险的影响因子包含月相对湿润度指数x1、耕地面积x2以及植被面积x3；
5、s2、对各站点/地区气象干旱数据进行预处理：
6、s21、计算潜在蒸散量pet，计算公式为：
7、
8、式中，pet为每月的潜在蒸散量，单位为毫米/月；ti为每月的平均气温，单位为℃；h为年热量指数；a为常数；
9、s22、利用月累计降水量p与同时段的潜在蒸散量pet计算月相对湿润度指数mi，公式如下：
10、
11、式中，p的单位为毫米/月；
12、s3、对是否发生干旱进行判断：绘制各站点/地区历史30年逐月相对湿润度指数mi分布直方图，基于该mi分布直方图进行气象干旱判定及干旱等级划分，记为a，a＝0、1、2、3或4，并根据a的取值对地区干旱进行判定，具体包括以下子步骤：
13、s31、计算a的取值：基于该地区i月份的相对湿润度指数mii与该地区该月份历史时期月相对湿润度的众数mim的差值δ确定a的取值，
14、δ＝mii-mim，i＝1，2……12；
15、当δ的值大于等于0时，a取值为0，当δ的值大于c且小于0时，a取值为1，当δ的值大于d且小于c时，a取值为2，当δ的值大于e且小于d时，a取值为3，当δ的值小于e时，a取值为4；其中c取值为-0.2，d取值为-0.4，e取值为-0.6；
16、s32、根据a的取值对地区干旱进行判定：当a取值为0时，判定该地区未发生干旱，当a取值为1、2、3或4时，判定该地区发生干旱并进入步骤s4-s6进行干旱灾害风险预警和显示；
17、s4、将各站点/地区的气象干旱数据集进行归一化处理，计算公式为：
18、
19、式中，xi为影响因子，i的取值为1，2或3；si为xi经过归一化后的致灾因子，xi max与xi min分别为xi的最大值与最小值；当i取值为1时，x1 max与x1 min为该站点/地区历史30年中该月份月相对湿润度指数mi的最大值和最小值；当i取值为2或3时，xi max与xi min为整个研究区所有站点/地区中xi的最大值和最小值；最终各影响因子归一化后的致灾因子数值介于0～1之间；
20、s5、构建气象干旱灾害风险指数i，i表达为：
21、i＝(1-s1)*(β2s2+β3s3)
22、式中，β2和β3为专家权重或者参考x2及x3所占面积比例，且满足β2+β3＝1；
23、s6、结合每个站点的气象干旱灾害风险指数i进行干旱灾害风险预警等级划分，记为b，将b的计算结果输入到预警系统进行预警显示，具体包括如下子步骤：
24、s61、将气象干旱灾害风险指数i划分为4个等级，获得从低到高排列的第一百分位断点p1、第二百分位断点p2和第三百分位断点p3，形成包含不预警层、一级预警、二级预警、三级预警和四级预警的5个等级的预警；
25、s62、在预警系统中分别以五种颜色进行预警显示。
26、优选地，步骤s21具体包括以下步骤：
27、各月热量指数hi由下式计算：
28、
29、年热量指数h的计算公式为：
30、
31、常数a由下式计算得到：
32、a＝6.45×10-7h3-7.71×10-5h2+1.792×10-2h+0.49。
33、优选地，步骤s61中采用arcgis地图中的自然断点法或经验值形成相应的干旱灾害综合风险预警等级标准，从而将气象干旱灾害风险指数i划分为4个等级。
34、优选地，步骤s62中在预警系统中分别以绿、黄、橙、粉和红五种颜色进行预警显示。
35、本专利技术另一方面还提供一种实现上述方法的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警系统，其包括数据采集模块、运算模块、显示模块以及预警模块，数据采集模块获取各个站点的气象干旱数据集，运算模块运用基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法处理数据集，显示模块利用arcgis地图显示气象干旱灾害情况，预警模块通过不同的颜色展示干旱灾害综合风险预警情况。
36、与现有技术相比，本专利技术的技术效果为：
37、1、本专利技术提出的一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，通过等级划分对现有体系进行研究与简化，引入月相对湿润度指数、耕地面积和植被面积影响因子，绘制各站点/地区历史30年月相对湿润度指数mi分布直方图，并提出新的干旱判定标准，构建了气象干旱灾害风险指数与气象干旱等级划分原则，提高了干旱风险预警的效率与可信度。
38、2、本专利技术提出的一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警系统，通过合理设置数据采集模块、运算模块、显示模块以及预警模块提高预警的效率及准确度，数据采集模块可获取各个站点的气象干旱数据集，运算模块运用基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法处理数据集，显示模块可利用arcgis地图显示气象干旱灾害情况，预警模块可通过不同的颜色展示干旱灾害综合风险预警情况，上述模块的配合不断更新各个站点的气象干旱情况，使干旱预警可视化与系统化。
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1.一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于，步骤S21具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于：步骤S61中采用ArcGIS地图中的自然断点法或经验值形成相应的干旱灾害综合风险预警等级标准，从而将气象干旱灾害风险指数I划分为4个等级。
4.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于：步骤S62中在预警系统中分别以绿、黄、橙、粉和红五种颜色进行预警显示。
5.一种实现权利要求1～4任一项所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法的预警系统，其特征在于，其包括彼此数据通讯的数据采集模块、运算模块、显示模块以及预警模块，所述数据采集模块获取各个站点的气象干旱数据集，所述运算模块运用基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法处理数据集，所述显示模块利用ArcGIS地图显示气象干旱灾害情况，所述预警模块通过不同的颜色展示干旱灾害综合风险预警情况。
【技术特征摘要】
1.一种基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于，步骤s21具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预警方法，其特征在于：步骤s61中采用arcgis地图中的自然断点法或经验值形成相应的干旱灾害综合风险预警等级标准，从而将气象干旱灾害风险指数i划分为4个等级。
4.根据权利要求1所述的基于等级划分的干旱灾害综合风险预...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷倩，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：
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