[发明专利]基于优化正态分布赋权的降雨量空间插值方法

权利要求书

1.一种基于优化正态分布赋权的降雨量空间插值方法，其特征在于，包括：

基础数据收集，所述基础数据包括：待分析区域的范围、已知降雨站点的坐标值、每个已知降雨站点的降雨量值；

确定待分析区域中的待插值点及其坐标值；

从已知降雨站点的坐标值中选取两个参考点；

确定两个参考点之间的模拟插值点的坐标值，并计算基于正态分布赋权的不同加权参数下模拟插值点的权重系数值；

根据得到的权重系数值作参考点间权重系数曲线图，选取权重系数极大值接近1且在接近两参考点附近的权重系数趋于0的曲线对应的加权参数，用于在待分析区域进行插值；

基于距离调节函数，利用不同权重优化指数对模拟插值点与两个参考点之间的距离进行调整，并根据选取的加权参数，计算通过不同权重优化指数调整后的两个参考点间的各模拟插值点的权重系数值；

根据得到的各模拟插值点的权重系数值，作不同权重优化指数对应参考点间的模拟插值点的权重系数曲线图；选取权重系数在峰值附近平滑渐变且在接近参考点处变化斜率接近0的“正态分布形”分布曲线对应的权重优化指数作为待分析区域中插值的权重优化指数；

计算待插值点与已知降雨站点之间的距离；

根据得到的待分析区域中插值的权重优化指数，对计算得到的待插值点和与其最近的两个已知降雨站点之间的距离进行调整；

根据得到的调整后的待插值点与已知降雨站点之间的距离值，利用选取的加权参数，计算待分析区域的待插值点的权重，并计算相应权重系数值，并作调整后的待分析区域的待插值点的权重系数分布图；

根据得到的调整后的待分析区域的待插值点的权重，利用已知降雨站点的降雨量值计算各待插值点上的降雨量预测值；并利用降雨量预测值，作考虑权重优化的降雨量预测值的等值线分布图；

评估预测效果；若满意，则完成待分析区域的降雨量分析；若不满意，则重新选取参考点，并重新确定加权参数和权重优化指数进行插值预测，直到满意为止。

2.根据权利要求1所述的降雨量空间插值方法，其特征在于，所述确定两个参考点之间的模拟插值点的坐标值，并计算基于正态分布赋权的不同加权参数下模拟插值点的权重系数值的步骤还进一步包括：

假设所选参考点的坐标分别为(a_r1,b_r1)和(a_r2,b_r2)；为较好的模拟两点间插值点权重分布情况，设两参考点的连线上有足够多的模拟插值点，坐标为(A_k,B_k),k∈(1,2,3…,N)。其中，(A_k,B_k)的计算公式如下：

Ak=ar1+k-1N-1(ar2-ar1)Bk=br1+k-1N-1(br2-br1);]]>

获得模拟插值点的坐标后，对所有模拟插值点用正态分布赋权，并计算所有已知降雨站点对模拟插值点的影响权重；基于正态分布函数，任一模拟插值点的权重计算表达式如下：

式中：d_k,α表示已知降雨站点与模拟插值点间的距离；d_max表示被插值区域所有未知点与已知降雨站点间最大距离值；d'_k,α表示已知降雨站点与模拟插值点间标准化处理后的距离值；w_k,α表示已知降雨站点对模拟插值点的影响权重；w_k,min1指最近的已知降雨站点对模拟插值点的影响权重；d_k,min1指为模拟插值点与最近已知降雨站点间的距离；σ为加权参数；

然后，根据权重计算结果进一步计算各模拟插值点的权重系数；对任一被插值点φ，其权重系数计算公式如下：

WCφ=Σα=1,α≠min1nwφ,αwφ,min1]]>

式中：φ为被插值点，被插值点为模拟插值点和/或待插值点；WC_φ表示在被插值点处的权重系数值；w_φ,α指已知降雨站点对被插值点的影响权重；w_φ,min1为最近的已知降雨站点对被插值点的影响权重，也是所有影响权重中的最大值。