[发明专利]水文气象要素空间插值最优分辨率的确定方法

摘要

本发明公开了一种水文气象要素空间插值最优分辨率的确定方法，包括以下步骤：在同一地区观测站点数目相同情况下，采用Kriging插值法对水文气象要素观测数据在不同分辨率下进行空间插值展布，得到空间插值结果图像；计算各分辨率下空间插值结果图像的空间插值信息量、空间插值噪声量及空间插值信噪比；对各分辨率下的空间插值信噪比进行排序，空间插值信噪比最大的分辨率为空间差值最优分辨率。本发明通过定义空间插值信噪比的概念，作为一个衡量空间插值结果信息质量的指标，使空间插值质量具体量化，并通过计算各个分辨率下的空间插值信噪比，找到最优分辨率；在现有样本数据资料下，通过选择最优分辨率，使获得的空间插值结果图像包含的有效数据最大化，更具参考使用价值。

主权项

1.水文气象要素空间插值最优分辨率的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：在同一地区观测站点数目相同情况下，采用Kriging插值法对水文气象要素观测数据在不同分辨率下进行空间插值展布，得到空间插值结果图像；计算各分辨率下空间插值结果图像的空间插值信息量、空间插值噪声量及空间插值信噪比；其中，定义的空间插值信噪比为一个衡量空间插值结果信息质量的指标，为当前分辨率下，空间插值信息量值与空间插值噪声量值之比；空间插值信息量为插值结果图像所有栅格值的总体方差；空间插值噪声量为空间插值结果图像所有栅格的插值估计方差的平均值；对各分辨率下的空间插值信噪比进行排序，空间插值信噪比最大的分辨率为空间差值最优分辨率；所述Kriging插值法公式为：其中，为目标单元V的估计值；Z_i为第i个观测样本；n是观测样本Z_i的数目；λ_i是每一个观测样本Z_i的权重；每一个观测样本的权重λ_i通过采用拉格朗日算法求解λ_i的方程组求得，方程组为：其中，V代表目标单元，x观测站点，C(x_i,x_j)代表观测站点之间的协方差函数；代表观测站点与目标单元之间的协方差函数，μ为拉格朗日算子；所述空间插值信息量值为：采用Kriging插值法得到的空间插值结果图像上所有栅格作为样本计算得到的方差：其中，m为目标单元的数目，Z_S^*为第s个目标单元的估计值，为所有单元估计值的均值；所述空间插值噪声量值为：采用Kriging插值法得到的空间插值结果图像上所有栅格估计方差的平均值：其中，为Kriging插值法计算得到的空间插值结果图像上每个目标单元的插值方差，为目标单元与目标单元之间的协方差函数，V_S为第S个目标单元；所述空间插值信噪比SNR_map为：当前分辨率下，空间插值信息量Signal_map值与空间插值噪声量Noise_map值之比，公示表达为：