[发明专利]一种基于重力卫星的干旱指数构建及分析方法

摘要

本发明公开了一种基于重力卫星的干旱指数构建及分析方法。该方法包括：步骤一、重力卫星观测数据预处理；步骤二、区域平均陆地总水量变化过程提取；步骤三、区域陆地总水量空间分布计算；步骤四、区域陆地总水量标准化处理；步骤五、计算并分析基于重力卫星的干旱指数总水量异常指数时间序列及空间分布。本发明构建的干旱指数能有效反映陆地总水量的季节性和年际变化规律，科学揭示了干旱的成灾过程；考虑了干旱历时的致灾机制，能有效反映前期严重干旱对后期灾情的影响机理，突破了资料匮乏地区或无资料地区干旱监测与评估中存在的科学瓶颈问题。

主权项

一种基于重力卫星的干旱指数构建及分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，对GRACE重力卫星观测数据进行预处理；步骤2，从各月重力场模型中提取研究区平均陆地总水量变化过程；步骤3，计算研究区陆地总水量空间分布；步骤4，对陆地总水量进行归一化处理消除总水量季节性循环及地区差异的影响，具体为：对研究时段内各月总水量扣除该月总水量同期平均值，得到该月总水量异常值，计算各月总水量异常对该月总水量变幅的比值，得到总水量异常百分比PTSA，计算公式如下： PTSA i , j = TSA i , j - MTSA j MTSA j - min TSA j × 100 , TSA i , j ≤ MTSA j PTSA i , j = TSA i , j - MTSA j max TSA j - M TSA j × 100 , TSA i , j > MTSA j 式中：TSAi,j为第i年第j月总水量异常，MTSAj为各年第j月总水量平均值，minTSAj和maxTSAj分别为研究时段内第j月总水量最小值和最大值；步骤5，构建考虑干旱历时的总水量异常指数，具体为：首先，将极端干旱情况下总水量异常百分比累积量用一条直线表示： Σ t = 1 j PTSA t = - 100 j - 100 式中t为干旱的月数，j为参与计算的总月数；其次，以此直线代表极端干旱的情况，将各月总水量异常指数TSAI表示为： TSAI j = Σ t = 1 j PTSA t 25 j + 25 之后，采用月增量形式计算干旱指数以考虑历时的影响，将各月总水量异常指数表示为： TSAI j = TSAi j - 1 + PTSA j 50 - 0.5 TSAI j - 1 TSAI在‑4到4之间变动，分别代表极端干旱至极端湿润的情况。