[发明专利]一种卫星观测降雨数据的降尺度产品误差计算方法

说明书

本发明公开了一种卫星观测降雨数据的降尺度产品误差计算方法，方法包括：将目标流域划分为多个栅格单元，获取各栅格单元中地面观测站点所在的各个栅格单元，计算地面观测站点所在的所有栅格单元的城镇化指数的空间权重值及其卫星观测降雨数据的降尺度产品与地面站点观测降雨数据之间的误差，地面观测站分别在各时刻时所采集降雨观测量的时间权重值，进而计算获取卫星观测目标流域降雨数据的降尺度产品在计及空间分布和时间分布时误差。本发明提供的方法简单，计算的卫星观测降雨数据的降尺度产品误差结果精确度高且可靠性好。

技术领域

本发明涉及水文技术领域，具体涉及一种卫星观测降雨数据的降尺度产品误差计算方法。

背景技术

卫星降雨观测作为一种新兴的降雨观测手段具有覆盖范围广，自动化程度高的优势。然而卫星降雨观测数据通常分辨率不高，需要结合降尺度算法提高其空间分辨率，生成卫星观测降雨数据的降尺度产品，以进一步提高其适用性。近年来，卫星观测降雨数据的降尺度产品不断丰富，如何根据应用地区的降雨时空特征选择合适的卫星观测降雨数据的降尺度产品成为亟待解决的重要问题。

将地面观测站点观测得到的降雨数据作为真值，去评价卫星观测降雨数据的降尺度产品的误差是国内外应用较为广泛的一种卫星降雨数据的降尺度产品的误差评价方法。然而目前已有的卫星降雨数据的降尺度产品的误差评价方法大都没有考虑到应用地区的降雨时空分布特征，计算结果准确性差。实际上，对于同样量级的误差，发生在城市化程度高的地区和降雨集中的时段更具有危险性。若在卫星观测降雨数据的降尺度产品误差评价的过程中不能对这一情况加以重视，则常常会导致选取的卫星观测降雨数据的降尺度产品带来的误差过大，往往不能够为人口密集的城镇地区提供及时有效的降雨观测信息，从而加大了漏报暴雨次生灾害发生的概率，为暴雨次生灾害防治带来一定的隐患。

如何对卫星观测降雨数据的降尺度产品在应用地区的时空分布特征进行量化，因地制宜，选取合适的卫星观测降雨数据的降尺度产品，从而在一定程度上提高应对暴雨次生灾害的能力，也是卫星观测降雨数据的降尺度产品发展过程中的重点和难点之一。

为了进一步促进卫星观测降雨数据的降尺度产品的发展，需要更深入研究考虑降雨时空分布不均匀条件下卫星观测降雨数据的降尺度产品误差评价方法。

城镇指数(NDBI)就是，基于卫星遥感影像提供的光谱数据，进行归一化计算之后得到的反映城镇建设水平的重要指标。一般来讲，城镇指数越大，城镇化的水平越高，人口越密集，预防暴雨产生的洪水的重要性越高。雨峰是降雨过程中最为集中的部分，降雨强度较大，更容易产生快速上涨的洪水。因此要进一步评价卫星观测降雨数据的降尺度产品的精度，就要在城镇指数和雨峰的基础上，考虑降雨降尺度产品误差的时空分配特征。因此针对现有的卫星降雨数据的降尺度产品的误差评价方法中的不足，如何考虑将卫星降雨数据的降尺度产品的误差评价过程中，量化降雨的时空分布特征，从而提高卫星降雨数据的降尺度产品的误差评价的可靠性，正是发明人需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的：提供一种考虑降雨降尺度产品误差的时空分配特征的、准确度高的卫星观测降雨数据的降尺度产品误差计算方法。

技术方案：本发明提供的卫星观测降雨数据的降尺度产品误差计算方法，其特征在于，用于获取卫星观测目标流域降雨数据的降尺度产品误差，方法包括如下步骤：

步骤1：基于目标流域的数字高程数据，将目标流域划分为多个栅格单元，然后进入步骤2；

步骤2：获取各栅格单元中地面观测站点所在的各个栅格单元，然后进入步骤3；

步骤3：分别针对地面观测站点所在的各栅格单元n，n＝1，2...N，N为地面观测站点所在的栅格单元的总个数,执行步骤A和步骤B，进而获得地面观测站点所在的所有栅格单元的城镇化指数的空间权重值，以及其卫星观测降雨数据的降尺度产品与地面观测站点观测降雨数据之间的误差：