[发明专利]一种基于卫星微波观测资料的径流预测系统及方法

说明书

本发明涉及径流预报技术领域，具体涉及一种基于卫星微波观测资料的径流预测系统，包括：卫星资料获取模块，用于实时获取卫星资料；人工智能模块，用于建立数据库，并得到可降水分析模型；降水预报分析模块，用于获得降水量和降水路径预报；校正模块，用于获得修正后的降水量和降水路径预报，并将其存储在数据库中；所述水文资料获取模块，用于获取地面径流资料；水文预报模块，用于基于大气水文耦合模式，模拟复杂地形条件下的水文过程，提供该区域内的水位预报、预警和预泄决策；响应演示模块，用于根据获得的修正后的降水量和降水路径预报，结合地面径流资料，模拟未来数小时内降水径流趋势和降水在地面向低处汇流，实现径流预测。

技术领域

本发明属于径流预报和径流预测分析技术领域，具体涉及一种基于卫星微波观测资料的径流预测系统及方法。

背景技术

目前，国内外用于探测大气参数的技术手段主要包括：飞机机载仪器直接探测、地基微波辐射计或雷达的遥感探测、以及卫星遥感探测。由于在某一区域的大气结构在时间和空间上的复杂多变性，加之实际探测的困难，如何在现有的技术条件下更精确更及时地确定强降水路径，是当今大气科学所面临的一项重要任务。

通过对现有的天气系统尺度特征的分析、暴雨的天气气候特征概述分析表明，以灾害性中小尺度天气系统的监测预警为目的，目前，常规探测资料无法满足应用需求。目前，探空站间距一般也都在100公里，每天只有两次常规观测。另外，对于灾害性天气的监测预警来说大气参数的垂直分布信息尤其重要。

降雨径流预测的方法主要有数理统计预测方法、数学物理模型预报方法等。随着数值计算技术的发展，水文预测同其它学科也有了交叉并产生了一些新的方法，如：人工神经网络方法、灰色系统预测方法、投影寻踪方法及均生函数预测方法等。基于上述方法的降水径流预测系统存在着不足之处，很多数学模型都是基于一定的假设，在某种理想的状态下建立起来的，与实际情况存在着一定的差距，且缺乏较为准确的高时空分辨率的气象资料，以建立与实际情况更加符合的水文数学模型，本申请在这方面进行了改进。

卫星遥感是唯一能够对热带风暴过程进行监测的观测手段，利用卫星遥感对强对流的形成、运动和演化过程进行监测，对于灾害的预警、监测和减少灾害影响具有重要意义。微波、毫米波可以穿透云雨大气，提供云雨内部三维结构信息，实现对大尺度台风结构及其变化的有效监测，以及实时获取大气温度、湿度、降水、气压和包括云路径、冰水含量、粒子尺寸等的云的宏微观参数是重要的大气物理参数，对于准确的天气预报、气候和水循环、能量循环等地球科学研究具有非常重要的意义，也是实现准确及时天气水文预报的关键要素。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的径流预测方法存在的上述技术缺陷，基于全球预报场、再分析格点数据和区域高分辨率观测数据，结合卫星资料获取模块获得的卫星红外和微波数据和水文资料获取模块，获得的地面径流资料，所述地面径流资料包括地面基本GIS和水文信息，本发明提出了一种基于卫星微波观测资料的径流预测方法，结合气象和水文信息，实现台风路径和强度预报，降水过程和降水量预报，进而实现台风预警、降水过程和雨量预警、河湖库塘水文预报、区域产汇流过程预报、城市河道水位、路面积水预报、区域洪水预报、区域防台预泄决策、区域防洪排涝决策和洪涝灾害预报。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于卫星微波观测资料的径流预测系统，该系统具体包括：卫星资料获取模块、人工智能模块、降水预报分析模块、校正模块、水文资料获取模块、水文预报模块和响应演示模块；

所述卫星资料获取模块，用于实时获取某一特定区域内的卫星资料；

所述人工智能模块，用于利用风云气象卫星数年观测数据和区域可降水历史记录数据建立数据库，并采用统计分析和预报模式相结合的方式，得到可降水分析模型；

所述降水预报分析模块，用于通过实时获取的卫星资料和可降水分析模型，实时进行降水路径和强度预报分析，获得该区域内的降水量和降水路径预报；