[发明专利]多卫星遥感降水反演在大尺度复杂流域的时空精度标定方法

说明书

本发明公开了多卫星遥感降水反演在大尺度复杂流域的时空精度标定方法。其步骤为，将大尺度复杂流域划分为若干个地形相似子流域，分别在不同地形特征的单个代表性格网内建立野外高密度试验场；构建多卫星遥感降水反演误差定量标定体系；确定不同地形特征下的格网所需要的最少雨量观测点数量；根据最少雨量观测站点数量要求，分别筛选出所有子流域内的有效格网；匹配地面降水格网数据集和卫星降水反演在有效格网内的数据记录，运用误差标定体系进一步分析不同地形特征下卫星降水反演的误差特性。本发明揭示了复杂地形对卫星降水反演算法精度的影响机理，为卫星降水反演算法的开发和改进提供建议，进一步提高卫星降水反演在复杂地形下的精度。

技术领域

本发明属于流域水文气象领域，特别涉及了多卫星遥感降水反演在大尺度复杂流域的时空精度标定方法。

背景技术

降水是径流变化模拟和预测的关键因子，低成本快速获取高时空精度的降水数据一直是水文气象领域的研究热点。由于降水产生的复杂物理过程及其自身具有很强的小尺度空间变异特性，导致其难以大范围精确测量，尤其是在难以布设地面台站的高寒山区，获取地面降水数据更是十分困难。多卫星遥感降水联合反演技术的出现为快速获取大范围地面降水数据提供了一种新方法，其具有覆盖面广，时间空间观测连续等特点，在水文气象领域具有广大应用潜力。

随着高分辨率高精度遥感技术和多卫星遥感降水反演算法的不断发展，卫星降水反演的应用一定会成为未来流域水文气象研究和模拟预测的一个重要选择，尤其在无缺资料地区(如较难大范围布设地面观测站点的复杂地形流域等)的相关研究工作中更是具有巨大的应用前景。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供多卫星遥感降水反演在大尺度复杂流域的时空精度标定方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

多卫星遥感降水反演在大尺度复杂流域的时空精度标定方法，包括以下步骤：

(1)将大尺度复杂流域划分为若干个地形相似子流域，分别在不同地形特征的子流域内选取单个具有代表性的格网，在选定格网内建立野外标定试验场，收集整理试验场观测数据；

(2)基于统计学关键参数，构建多卫星遥感降水反演误差定量标定体系；

(3)提取卫星降水反演在试验场所在格网内的所有数据记录，将其与试验场观测数据一一匹配，运用步骤(2)建立的多卫星遥感降水反演误差定量标定体系对卫星降水反演进行精度标定，确定不同地形特征下的格网所需要的最少雨量观测点数量；

(4)获取流域内所有地面气象台站及水文站点降水资料，插值生成与卫星降水反演分辨率一致的地面降水格网数据集，根据步骤(1)中子流域划分方案及步骤(3)中所确定的最少雨量观测点数量，分别筛选出所有子流域内的有效格网，匹配地面降水格网数据集和卫星降水反演在有效格网内的数据记录，生成各子流域内的有效降水数据对集合；

(5)运用步骤(2)建立的多卫星遥感降水反演误差定量标定体系，分别对所有子流域内的有效降水数据对集合进行精度标定，分析不同地形特征下卫星降水反演的误差特性，进一步提高卫星降水反演在复杂地形下的精度。

进一步地，在步骤(1)中，根据坡度、坡向、高程、地形指数将大尺度复杂流域划分为了若干个地形相似子流域。

进一步地，在步骤(1)中，在选定格网内同时布设自动雨量计和人工雨量筒。

进一步地，在步骤(2)中，构建的多卫星遥感降水反演误差定量标定体系包括反映卫星降水反演偏差指标和反映降水事件命中/误报概率指标。

进一步地，所述反映卫星降水反演偏差指标包含相关系数、均方根误差、平均误差、平均绝对误差和相对偏差。