[发明专利]基于雷达回波数据对CMA实测雨量数据实时校正方法

说明书

本发明公开了一种基于雷达回波数据对CMA实测雨量数据实时校正方法，包括步骤1、获取气象雷达回波数据和CMA实测雨量数据；步骤2、以地面实测雨量站位置为锚点，选取对应的CMA数据和雷达回波数据；步骤3、整合雷达回波数据和CMA降雨数据，构建训练数据集和验证数据集；步骤4、以Light GBM算法为核心构建模型，使用训练数据集对模型训练；步骤5、通过训练好的模型实时对雷达回波数据进行降雨分析，对比CMA数据识别出问题区域，再使用雷达回波计算出的降雨值进行替换，对融合后的降雨数据进行重新插值，得到修正后的降雨数据；解决了现有技术通过对应的雨量站实测数据生成的CMA栅格图层存在精度误差等技术问题。

技术领域

本发明属于雨量监测技术领域，尤其涉及一种基于雷达回波数据对CMA实测雨量数据实时校正方法。

背景技术

CMA数据是雨量站实测雨量数据运用反距离插值方法生成的栅格图层数据，其精确度依赖于雨量站(点)测量数据的精确与稳定。作为测量降水的雨量站(点)，因其无需人看守，且操作简单、功能强、传递快、占地小、可靠性高、寿命长，可稳定连续长期工作等特点，被气象、防汛、水文水利、国土等部门在基层县、乡、村广泛应用，构成了测量降水的雨量站(点)网，为相关单位在汛期能全面准确、及时掌握当地雨情信息，提高了防洪抗灾的能力。然则，许多基层雨量站(点)在实际使用过程中，并没有使其发挥应有作用，主要体现在雨量网点布局欠缺、站(点)选址问题突出、安装不符合要求，维护跟不上，数据传递不畅等，造成雨量记录不准、缺测，导致数据失真，不能准确地反映当地、当时降水实际情况。这也导致通过对应的雨量站实测数据生成的CMA栅格图层存在精度误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于雷达回波数据对CMA实测雨量数据实时校正方法，以解决现有技术通过对应的雨量站实测数据生成的CMA栅格图层存在精度误差等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于雷达回波数据对CMA实测雨量数据实时校正方法，所述方法包括：

步骤1、获取气象雷达回波数据和CMA实测雨量数据；

步骤2、以地面实测雨量站位置为锚点，选取对应的CMA数据和雷达回波数据；

步骤3、整合雷达回波数据和CMA降雨数据，构建训练数据集和验证数据集；

步骤4、以Light GBM算法为核心构建模型，使用训练数据集对模型训练；

步骤5、通过训练好的模型实时对雷达回波数据进行降雨分析，对比CMA数据，识别出问题区域，再使用雷达回波计算出的降雨值进行替换，对融合后的降雨数据进行重新插值，得到修正后的降雨数据。

步骤2所述以地面实测雨量站位置为锚点，选取对应的CMA数据和雷达回波数据时，测雨量站处于正常工作状态，数据测量、传输及上报均正常；CMA数据的制式为雷达回波数据的5倍，在取雷达回波数据时以实测站位中心，取纵横各5个栅格共25个栅格的数据作为特征数据。

构建训练数据集之前需要对数据进行预处理，预处理的方法为：由于CMA数据的栅格表示5km*5km的范围，雷达回波栅格则是1km*1km的范围，所以建立数据映射时，表现为一个CMA栅格对应一个雷达回波栅格矩阵，每个矩阵含有25个栅格；要得到这样一个训练数据集，需要将雷达回波数据与CMA历史降雨数据进行关联后进行数据集合并；关联及合并的方法为：从雷达回波数据和CMA实测降雨数据中找出时间戳相同的数据作为合并后的数据集。