买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

摘要：本发明提供了一种基于信息融合的卫星和再分析降水产品无缝隙精度评估方法及系统，涉及降水精度评估领域。本技术方案利用基于土壤含水量反演、卫星反演和大气再分析的三种栅格降水产品，进入第一精度指标计算流程输出有测站栅格的精度指标，进入第二精度指标计算流程输出有测站栅格和无测站栅格的精度指标，基于两套流程得到的精度指标构建精度指标融合模型，输出空间连续且低偏差的分类和定量精度指标。本方法通过信息融合的途径，解决了栅格降水产品在无测站栅格的精度指标评估难度大的问题，并且较传统方法显著降低无测站栅格精度评估的偏差，实现了三种栅格降水产品空间无缝隙精度指标评估。

主权项：1.一种基于信息融合的卫星和再分析降水产品无缝隙精度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采集预定研究流域的三种来源的栅格降水产品，包括由基于大气再分析模式输出的栅格降水产品、由土壤含水量反演的栅格降水产品、基于卫星遥测反演的栅格降水产品；对三种来源的所述栅格降水产品进行预处理，得到栅格降水产品三元胞；S2、采集预定研究流域的地面站点经纬度坐标，将该研究流域内所有栅格划分为有测站栅格和无测站栅格；将有测站栅格按预定比例划分出建模栅格与检验栅格；计算所述有测站栅格内包含地面站点观测降水量的算术平均值，得到该有测站栅格位置处的降水评估基准数据；S3、基于降水评估基准数据、三种来源的栅格降水产品，进入第一精度指标计算流程，得到有测站栅格位置处的各种栅格降水产品的分类精度指标值BAi及其对应的第一定量精度指标值；S31、针对所有的有测站栅格u,v，提取基准降水时间序列P0、基于大气再分析模式输出的降水量时间序列P1、由土壤含水量反演的降水量时间序列P2、基于卫星遥测反演的降水量时间序列P3；S32、选取有雨无雨状态判断的降水量阈值Th，若降水量≥Th，则表示有雨，记降水状态变量为+1，反之表示无雨，记降水状态变量-1；将P0、P1、P2、P3与Th比较，输出有雨无雨时间序列X0、X1、X2、X3；S33、将所有的有测站栅格u,v处栅格降水产品的有雨无雨时间序列Xi分别与X0组合，计算得到各种栅格降水产品的分类精度指标值BAi，对于第i种栅格降水产品，分类精度指标计算公式如下： ；式中，；表示第i种栅格降水产品正确捕捉有雨状态的比例，表示第i种栅格降水产品正确捕捉无雨状态的比例；S34、将所有的有测站栅格u,v处栅格降水产品的降水量时间序列Pi分别与X0组合，计算得到各种栅格降水产品的第一定量精度指标值，所述第一定量精度指标值包括相关系数和均方根误差，其中i=1,2,3；S4、基于所述栅格降水产品三元胞，并针对一个起始栅格，提取该起始栅格位置处三种来源的栅格降水产品对应的有雨无雨时间序列，进入第二精度指标计算流程，得到各种栅格降水产品的分类精度指标值及其对应的第二定量精度指标值；S41、针对起始栅格s,z，计算得到该起始栅格位置处栅格降水产品的有雨无雨时间序列和降水量时间序列；S42、计算各种栅格降水产品的分类精度指标值及第二定量精度指标值，所述第二定量精度指标值包括相关系数和均方根误差，其中i=1,2,3；对于第i种栅格降水产品，分类精度指标的计算公式如下： ；式中，T为栅格处未知的真实有雨无雨时间序列；为栅格处真实有雨无雨时间序列的方差；；表示第i种栅格降水产品正确捕捉有雨状态的比例，表示第i种栅格降水产品正确捕捉无雨状态的比例；S5、以步骤S3中分类精度指标值BAi、第一定量精度指标值为输出，以步骤S4中分类精度指标值、第二定量精度指标值为输入，构建基于随机森林的分类精度指标融合模型和定量精度指标融合模型，输出所有栅格位置处基于信息融合的分类精度指标和定量精度指标，所述定量精度指标融合模型包括CC融合模型、RMSE融合模型；S51、针对第i种栅格降水产品，以建模栅格位置处分类精度指标值为响应变量，以经度、纬度和分类精度指标值为解释变量，构建分类精度指标融合模型；将所有栅格位置处分类精度指标值输入所述分类精度指标融合模型，输出所有栅格位置处基于信息融合的分类精度指标和定量精度指标，其中i=1,2,3；所述分类精度指标融合模型的函数如下： ；式中，为经贝叶斯推断算法优选的第i种栅格降水产品分类精度指标BA融合模型的决策树个数和叶子结点包含的最少样本数；为第m行第n列栅格的经度和纬度坐标；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于第二精度指标计算流程得到的精度指标值；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于信息融合的精度指标值；S52、针对第i种栅格降水产品，以建模栅格位置处相关系数为响应变量，以经度、纬度和相关系数为解释变量，构建CC融合模型；将所有栅格位置处的相关系数输入所述CC融合模型，输出所有栅格位置处基于信息融合的定量精度指标，其中i=1,2,3；所述CC融合模型的函数如下： ；式中，为贝叶斯推断算法优选的第i种栅格降水产品定量精度指标CC融合模型的决策树个数和叶子结点包含的最少样本数；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于第二精度指标计算流程得到的相关系数；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于信息融合的相关系数；S53、针对第i种栅格降水产品，以建模栅格位置处均方根误差为响应变量，以经度、纬度和均方根误差为解释变量，构建RMSE融合模型；将所有栅格位置处的均方根误差输入所述RMSE融合模型，输出所有栅格位置处基于信息融合的定量精度指标，其中i=1,2,3；所述RMSE融合模型的函数如下： ；式中，为贝叶斯推断算法优选的第i种栅格降水产品定量精度指标RMSE融合模型的决策树个数和叶子结点包含的最少样本数；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于第二精度指标计算流程得到的均方根误差；为第i种栅格降水产品第m行第n列栅格的基于信息融合的均方根误差；S6、基于步骤S5中所有栅格位置处基于信息融合的分类精度指标和定量精度指标，绘制并输出栅格降水产品无缝隙精度空间分布图。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 基于信息融合的卫星和再分析降水产品无缝隙精度评估方法及系统