[发明专利]一种基于层次分析法的降雨观测评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于层次分析法的降雨观测评价方法及系统，首先进行降雨观测时空数据预处理及建立降雨时空数据矩阵；其次，建立降雨观测技术指标评价体系；然后，基于层次分析法确定指标体系中各指标权重；最后，建立降雨观测技术综合评价模型。本发明提出了一种涵盖降雨数据时间分辨率、空间分辨率、精度、以及成本等信息的综合评价指标体系，为多源异构降雨信息评价提供了一种科学的评估标准；通过将降雨时空数据矩阵化，结合数学化模型，建立了多层次评价模型，解决了现有技术中无法考虑时空分辨率的问题。

技术领域

本发明属于气象监测评价技术领域，具体涉及一种基于层次分析法的降雨观测评价方法及系统。

背景技术

降雨观测数据是研究全球及区域尺度气候变化、大气循环、水循环等过程的基础数据之一；精准而实时的降雨数据可以驱动气候模式、水文模型等进行短、中、长期的气象预报、水文预报等，从而增加我们应对灾害事件的能力。目前降雨观测技术存在多种形式，主要包括地面观测站、天气雷达、卫星遥感等，能够提供点位数据或网格数据。

随着新一代通信技术的蓬勃发展，利用微波通信信号传播的衰减信息反演地表降雨强度也成为一种有效的监测方法，为高精度精细化降雨监测提供了有效的数据来源。然而，与传统方式不同，微波网络提供了不同位置的线尺度雨量数据，这种全新的数据形式为降雨观测结果的评价带来了新的挑战。一方面，若直接将线尺度数据转换成点位数据或网格数据，其包含的路径信息不能被有效反应；另一方面，由于不同的降雨观测方法存在不同的特性，其适用条件、时空分辨率、成本、精度等都不同，无法使用单一指标进行横向比较，因此亟需一套系统评价体系从多指标层面对降雨观测技术进行综合评价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种基于层次分析法的降雨观测评价方法及系统，建立了多层次评价模型，解决了现有技术中无法考虑时空分辨率的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于层次分析法的降雨观测评价方法，其特征是，包括以下过程：

获取同一时空尺度的降雨观测数据；

确定评价的指标，并计算各指标的值；

基于层次分析法确定各指标权重；

根据各指标的值和权重，计算得到降雨观测评价结果。

进一步的，所述获取同一时空尺度的降雨观测数据包括：

获取降雨观测数据；

对降雨观测数据进行空间尺度预处理和时间尺度预处理；

将降雨观测时空数据矩阵化表达。

进一步的，所述指标包括可靠性指标和经济性指标；所述可靠性指标包括矩阵相似度、偏差、相对偏差和均方根差；所述经济性指标为投资固定成本和使用维护成本之和。

进一步的，所述基于层次分析法确定各指标权重包括：

准则层权重矩阵：

式中，U₁代表准则层可靠性指标，U₂代表准则层经济性指标；c₁,c₂分别代表U₁,U₂相对于目标的权重；

指标层权重矩阵：

可靠性指标层互反判断矩阵：

式中a_i,j即为第i个因素相对第j个因素的重要程度，a_j,i即为第j个因素相对第i个因素的重要程度，a_ji＝1/a_ij；