[发明专利]一种复杂地形区域的降水数据空间插值方法及计算机存储介质

说明书

本申请公开了一种复杂地形区域的降水数据空间插值方法，包括：根据辅助站点与目标网格的距离分别获取每个辅助站点的距离权重；根据辅助站点中的站点与站点间以目标网格为中心所形成的角度，计算距离方向权重；根据辅助站点的多年平均月降水数据及海拔高程数据，拟合得到降水高程梯度；根据拟合得到的降水高程梯度，计算辅助站点到目标网格路径上的第一平均降水高程梯度；利用距离方向权重和第一平均降水高程梯度对目标网格的多年平均月降水数据进行插值，得到目标网格的多年平均月降水数据的插值。由于采用降水‑高程梯度关系对距离方向权重进行修正，可以估计降水随地形的变化，提高了降水空间插值的精度。

技术领域

本文涉及但不限于水文水资源及水利工程技术，尤指一种复杂地形区域的降水数据空间插值方法及计算机存储介质。

背景技术

降水是水文学和气象学都致力研究的对象。水文学领域主要研究降水在地表的时空分布和转化规律。降水的时空分布决定了地表水资源量以及洪涝干旱等灾害特征。流域水文模型是为模拟流域水文过程所建立的数学结构，被模拟的水文现象称为原型，模型则是对原型的物理和逻辑过程的概化。降水数据的精确性对水文模型的径流模拟结果影响显著。

雨量站直接对降水量进行观测，该降水观测方式已有100多年的历史，目前世界各国已形成了不同规模的雨量站网。随着卫星通信技术的发展，利用气象卫星、天气雷达等的间接降水观测方式可以获得更广范围的降水数据。但是，由于气象卫星收集数据及数据反演的过程中不可避免的存在较多干扰因素，而天气雷达需要有效处理地物杂波和波束遮挡等潜在误差影响，因此，总的来说，这种间接的降水观测方式的精度仍然有限。

因此，相关技术中雨量站依然是不可或缺的降水观测手段，雨量站在整个降水观测体系中仍然起到基础性的作用。然而，针对复杂地形区域，由于雨量站分布不均且覆盖度有限，在对降水量进行观测的过程中，需要利用降水数据空间插值方法将点尺度的雨量观测扩展到面尺度。常见的空间插值方法包括泰森多边形法、克里金插值法、反距离权重法(IDW)、距离方向权重法(ADW)等。

由于降水受地形的影响显著，尤其是在复杂地形区域，相关技术中的空间插值方法都具有不同程度的不确定性，从而影响了对降水量进行观测的精度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了以下方案。

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种复杂地形区域的降水数据空间插值方法，包括：

将包括多个站点的待处理区域划分为两个以上网格，以其中一个网格作为目标网格进行如下处理：

将距离目标网格预设范围内的站点确定为辅助站点；

根据辅助站点与目标网格的距离分别获得每个辅助站点的距离权重；

根据辅助站点中的站点与站点间以目标网格为中心所形成的角度，计算距离方向权重；

根据辅助站点的多年平均月降水数据及海拔高程数据，拟合得到降水高程梯度；

根据拟合得到的降水高程梯度，计算辅助站点到目标网格路径上的第一平均降水高程梯度；

利用距离方向权重和第一平均降水高程梯度对目标网格的多年平均月降水数据进行插值，得到目标网格的多年平均月降水数据的插值。

在一种示例性实例中，所述方法还包括：

根据所述辅助站点到所述目标网格的距离计算多年平均月降水数据插值的不确定性；

根据所述多年平均月降水数据插值的不确定性，计算多年平均月降水数据插值的平均不确定性。

在一种示例性实例中，所述计算多年平均月降水数据插值的平均不确定性，包括：