[发明专利]一种APHRODITE降水数据的降尺度方法

说明书

本发明公开了一种APHRODITE降水数据的降尺度方法。包括：获取用于描述同一对象的GPM‑IMERG数据集、SM2RAIN‑ASCAT数据集和APHRODITE逐日降水数据集；获取与三种数据集描述对象相同的环境因子辅助数据集；分别基于不同的观测维度，将四种数据集进行匹配，并对APHRODITE数据集进行总量控制处理；基于空间维度，以S22获得的低分辨率GPM‑IMERG数据集、SM2RAIN‑ASCAT数据集和辅助数据集作为自变量，以S24获得的APHRODITE数据集作为因变量，建立回归模型；基于空间维度，将S21获得的高分辨率GPM‑IMERG数据集、S23获得的高分辨率SM2RAIN‑ASCAT数据集和S22获得的高分辨率辅助数据集作为输入变量，输入到回归模型中，得到高分辨率的APHRODITE逐日降水数据集。本发明得到的降水数据结果精度和质量较高，具有一定的理论、实践意义和推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种气象卫星观测降水数据和地面变量反演降水数据的降尺度算法，具体涉及一种APHRODITE降水数据的降尺度方法。

背景技术

降水是全球物质和能量循环的重要组成部分，在地表模型和天气预测模型中扮演着重要的角色，它影响着区域天气变化和全球气候形成，是洪水、风暴等水文过程的背后驱动力。高精度的降水数据在气候、气象、水文以及农业等领域中具有重要作用。地面监测站是降水信息最直接的获取手段和来源，能精确表示站点周边区域的降水量，但无法准确描述大面积降水分布情况，此外，受自然环境和经济条件限制，地面站点无法覆盖海洋、地形复杂区和无人区，从而限制降水数据的获取与使用。卫星遥感具有覆盖空间范围广阔，观测时空频率高的特点，能很好弥补站点稀疏、分布不均等缺陷，逐渐成为降雨监测的重要数据源。

全球降水计划观测卫星(Global Precipitation Measurement,GPM)搭载雷达和微波辐射计系统，基于自上而下的策略(Top-down)，从上层太空中监测下层的降雨信息，其观测范围广，时空分辨率高，所生产的IMERG降水产品与地面观测数据具有良好的相关性，能够较好地反映降水的空间分布规律，但由于间接观测，受内置模型和算法所限，在某些地区表现不佳，且难以捕捉高强度降雨事件，产品质量仍有很大进步空间，观测精度仍有待提高。SM2RAIN-ASCAT产品是将SM2RAIN算法应用于ASCAT(the Advanced SCATterometer)卫星反演的土壤水分数据上所衍生的降水产品。该产品基于自下而上的策略(bottom-up)，由土壤水分来反推大气中的降水信息，由于卫星反演土壤水分存在一定的误差和缺陷，该产品精度有限，实际应用中仍需进一步提升。APHRODITE是适用于亚洲区域的高质量长时间序列降水数据，它由密集的地面站点插值而成，数据精度高，可靠性强，但是其空间分辨率相对较低，不能满足区域小尺度应用需要。

使用高空间分辨率低精度的GPM-IMERG气象卫星观测降水数据和SM2RAIN-ASCAT土壤水分反演降水数据对APHRODITE高精度低空间分辨率地面观测降水数据进行降尺度操作，可以充分融合三类数据的优势，是得到高精度、高空间分辨率降水数据的有效方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，基于SVR-TB模型的应用高空间分辨率的GPM-IMERG卫星观测降水数据和SM2RIAN-ASCAT土壤水分反演降水数据，提供一种APHRODITE降水数据的降尺度方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种APHRODITE降水数据的降尺度方法，其具体如下：

S1：获取用于描述同一对象的卫星遥感降水数据集GPM-IMERG、地面变量反演降水数据集SM2RAIN-ASCAT和地面观测逐日降水数据集APHRODITE；获取与三种数据集描述对象相同的环境因子辅助数据集，所述辅助数据集的空间分辨率高于APHRODITE的空间分辨率，辅助数据集包括SRTM DEM数字高程模型、坡度Slope、坡向Aspect、经度Lon和纬度Lat；