[发明专利]一种基于测站的网格雨量计算方法

权利要求书

1.基于测站的网格雨量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、在实验流域建立1km×1km规则化网格，以便于提取目标流域内网格的多重空间特征并对其进行雨量挖掘；

步骤S2、流域内网格雨量分布受多种因素综合影响，包括地面测站雨量数据，流域内气压、温度、风速等气象因素，地形、高程、下垫面等地理属性因素；地形、高程、下垫面等地理属性因素。首先选取并收集目标流域的地面测站的雨量数据、气象数据与地理属性数据，并将其填入规则化网格中；

步骤S3、基于上述数据，研究中小流域空间地理特征蕴含的复杂关系，构建待研究网格与地面测站的多重空间特征拓扑关系，充分挖掘中小流域的多重空间特征；

步骤S4、根据构建的多重特征拓扑图，将待研究网格与流域内地面测站作为拓扑节点，将时段雨量、气压、温度、风速等气象因素，地形、高程、下垫面等地理属性因素作为节点特征，将多重空间特征拓扑关系作为邻接矩阵，构建基于多重空间特征的网格雨量挖掘模型MS-GCN，输出模型挖掘结果。

2.根据权利要求1所述的基于测站的网格雨量计算方法，其特征在于：建立规则化网格时，网格建立范围应略大于实验流域面积，涵盖实验流域所有地面雨量点，且使离散测站点尽量分布在不同网格。规则化网格包含以下属性：Num_Column为网格列数，Num_Row为网格行数，Origin_Longitude、Origin_Latitude为起始网格经纬度，Grid_Size为网格像元大小，Invalid_Value为流域外网格标识值。

3.根据权利要求1所述的基于测站的网格雨量计算方法，其特征在于：

步骤S2.1、所述步骤S2中对地面雨量测站数据的预处理包括缺失值处理、将时刻雨量处理为整点雨量、极值剔除以及归一化；

步骤S2.2、所述步骤S2中对气象、地理属性数据的预处理包括非数值特征转换和shp图层数据提取到网格；

步骤S2.3、将步骤S2中预处理的数据前80％作为模型训练集L，剩余20％数据作为测试集T。

4.根据权利要求1所述的基于测站的网格雨量计算方法，其特征在于：

步骤S3.1、构建站点-网格雨量相关系数矩阵；

步骤S3.2、构建站点-网格空间距离关系矩阵；

步骤S3.3、构建站点-网格地理属性距离矩阵。

5.根据权利要求1所述的基基于测站的网格雨量计算方法，其特征在于：

步骤S4.1、首先基于不同关系矩阵，构建单一关系拓扑图，再将拓扑关系转为邻接矩阵，显式描述节点间的关系，最后将所有关系拓扑图的邻接矩阵进行加权求和，得到多重空间特征拓扑图及其邻接矩阵；

步骤S4.2、将待研究网格与流域内地面测站作为拓扑节点，将时段雨量、气压、温度、风速等气象因素，地形、高程、下垫面等地理属性因素作为节点特征，将多重空间特征拓扑关系作为邻接矩阵，使用图卷积神经网络(GCN)进行挖掘；

步骤S4.3、输出模型挖掘结果。