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GPM卫星降水数据在黑河流域的适用性评价

自然资源学报 2018年第10期33卷 1847-1860页

作者：王思梦王大钊黄昌陕西省地表系统与环境承载力重点实验室西北大学城市与环境学院西安710127

论文分别从时间和空间两个角度对GPM卫星降水数据在黑河流域适用性进行评价。以TRMM卫星的降水产品和气象观测站点实测的降水数据作为参考,选用相关系数(R)、均方根误差(RMSE)、相对误差(BIAS)、平均误差(ME)以及标准偏差(SD)多种统计... 详细信息

论文分别从时间和空间两个角度对GPM卫星降水数据在黑河流域适用性进行评价。以TRMM卫星的降水产品和气象观测站点实测的降水数据作为参考,选用相关系数(R)、均方根误差(RMSE)、相对误差(BIAS)、平均误差(ME)以及标准偏差(SD)多种统计分析指标进行精度评价。结果表明:1)GPM卫星降水数据具有与观测数据较好的一致性以及良好的时间模式;2)GPM卫星降水数据与观测数据之间有着较高的相关系数(R>0.72)以及较低的误差范围(-0.59%～1.62%);3)相比TRMM,GPM具有较低的均方根误差(RMSE降水,GPM具有相对更高的相关系数(R>0.76)和更小的相对误差(BIAS卫星估测降水量的精度与高程具有明显的相关性。总的来说,GPM卫星降水数据在地形复杂的干旱半干旱区域也能够具有较好的精度,能够较为准确地反映干旱半干旱地区的降水分布。

关键词：卫星降水数据黑河流域 GPM TRMM 估测降水

TRMM卫星降水数据在天山山区的校正方法研究

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气象 2018年第7期44卷 882-891页

作者：金晓龙邵华邱源杜浩阳中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100049

本文基于全球降水观测(Global Precipitation Measurement,GPM)及天山山区40个气象站点数据,提出了一种新的热带降水测量任务(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)卫星数据误差校正方法(MERGE),并与广泛使用的地理差异分析(Geographical Different Analysis,GDA)方法进行对比,通过交叉验证来评价两种方法对山区年/月降水的校正效果。结果表明,MERGE方法不仅能提高TRMM的空间分辨率(0.05°),且在年(平均Bias降低了21%)、月(平均Bias降低了37%)尺度上的校正结果都优于GDA方法;校正后TRMM降水的误差在不同月份存在很大差异,即在降水较多的雨季(4—10月)误差较大(MAE>3mm),而在干季(11月至次年3月)误差较小(MAE降水误差(平均误差降低了59%),且对原始TRMM数据的依赖性较小(R2=0.47),即使在原始TRMM数据表现不佳的局部区域,也能有效降低其误差。

关键词：卫星降水数据天山山区校正 GPM TRMM 气象站点

赣江流域高分辨率卫星降水数据的精度特征与时空变化规律

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中国科学：技术科学 2013年第4期43卷 447-459页

作者：胡庆芳杨大文王银堂杨汉波清华大学水利水电工程系北京100084 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

提出了一种基于地面雨量计空间插值数据,从栅格单元、子流域以及全流域3种空间尺度上综合验证和比较卫星降水数据精度的方法.采用该方法,针对长江中下游赣江流域,以2003~2009年325个雨量站空间插值数据为基准,在日时间尺度上,综合评价了... 详细信息

提出了一种基于地面雨量计空间插值数据,从栅格单元、子流域以及全流域3种空间尺度上综合验证和比较卫星降水数据精度的方法.采用该方法,针对长江中下游赣江流域,以2003~2009年325个雨量站空间插值数据为基准,在日时间尺度上,综合评价了TRMM 3B42,TRMM 3B42RT,CMORPH,PERSIANN,GSMaP MWR＋和GSMaP MVK＋共6种高分辨率卫星降水数据的精度,揭示了精度指标的时空变化规律.结果表明经地面雨量计校正的3B42综合精度最高,在日均意义上略为高估了基准降水量,其他未经校正的5种数据均有较大程度低估.同时,6种数据在汛期的精度显著高于非汛期.随着时间尺度的扩展,卫星降水数据的精度有不同程度提高,其中3B42最明显.在赣江流域西部山区及北部山前区,卫星降水数据的精度较低,而在中部及东南部丘陵、盆地相对较高.随着空间尺度的扩展,6种数据的精度不断提高.本文为验证其他区域卫星降水数据精度提供了范例,并为进一步研究利用卫星降水数据分析流域水文过程提供了直接依据.

关键词：卫星降水数据精度评价时空变化规律 TRMM CMORPH PERSIANN GSMaP 赣江流域

兼顾多要素空间非平稳性特征的卫星降水数据精度提升方法

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地理与地理信息科学 2020年第5期36卷 29-38页

作者：李豪陈厚霖程雯颖陈静雯李婷四川农业大学资源学院四川成都611130

卫星降水数据存在的较大时空误差制约了其更深入应用。该文引入多个降水的主要影响因子作为辅助信息,通过半参数地理加权回归(SGWR)+局部薄盘光滑样条插值(PTPS)构建模型,从月、年尺度上实现了两套卫星降水数据(GPM-IMERG和CMORPH-CPA)... 详细信息

卫星降水数据存在的较大时空误差制约了其更深入应用。该文引入多个降水的主要影响因子作为辅助信息,通过半参数地理加权回归(SGWR)+局部薄盘光滑样条插值(PTPS)构建模型,从月、年尺度上实现了两套卫星降水数据(GPM-IMERG和CMORPH-CPA)在四川地区的融合,并通过气象站点的实测数据对不同融合方法的结果进行了验证。研究结果表明:1)融合后降水数据的精度较高且比融合前有较大改善:年、月尺度融合结果的平均绝对误差率分别达8.12%和12.94%;融合结果的数据精度比单一卫星降水产品提升25%以上。2)该融合模型对降水数据精度的提升效果优于没有加入影响因子的同类模型,说明加入影响因子等辅助信息有助于进一步提高融合结果的精度。3)该模型的融合效果在时空上存在差异:干季月份的效果明显优于湿季月份;融合后90%地区的数据精度得到提升,少数区域融合效果不佳,可能是部分时段其中一种卫星降水数据精度较低所致。

关键词：卫星降水数据精度提升半参数地理加权回归空间非平稳性

基于卫星降水数据的金沙江流域可能最大降水量计算方法

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水电能源科学 2020年第2期38卷 5-8页

作者：吴成兴李国芳杨百银夏传清高洁康有河海大学水文水资源学院江苏南京210098 水电水利规划设计总院北京100120 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

为探索缺资料地区可能最大降水计算方法,以金沙江巴塘水文站以上流域为研究区,依据该流域测站降水资料,对MSWEP卫星降水数据进行精度评定。选取MSWEP自1979年以来的数据,采用统计估算法计算得到该流域1、3、7、15d可能最大降水量分别为2... 详细信息

为探索缺资料地区可能最大降水计算方法,以金沙江巴塘水文站以上流域为研究区,依据该流域测站降水资料,对MSWEP卫星降水数据进行精度评定。选取MSWEP自1979年以来的数据,采用统计估算法计算得到该流域1、3、7、15d可能最大降水量分别为25.2、49.1、86.1、150.9mm;同时,基于该流域及邻近地区的测站资料,采用水文气象法计算得到对应历时的可能最大降水量。对比两套结果发现,相同历时下前者计算结果与后者的相对偏差均在16%以内,表明在该流域基于MSWEP数据,采用统计估算法计算可能最大降水是有效可行的。研究结果不仅为该流域的可能最大洪水计算奠定了基础,更为缺资料地区的可能最大降水计算提供了新途径。

关键词：可能最大降水卫星降水数据缺资料地区统计估算法水文气象法

不同降水卫星数据反演降水量精度评价——以雅鲁藏布江流域为例

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高原气象 2019年第2期38卷 386-396页

作者：刘江涛徐宗学赵焕何璟嫕北京师范大学水科院研究院北京100875 城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

利用多种定量指标和分类指标,评估PERSIANN-CDR(Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Netw orks-Climate Data Record)和TRM M 3B42 V7 (Tropical Rainfall M easuring M ission 3B42 V7)两种降水卫星产品在雅鲁藏布江流域的反演精度,并首次在雅鲁藏布江流域使用降水量体积分类指标对卫星数据的适用性进行评价。结果表明:(1)降水卫星数据的偏差主要表现在微量和重度降水的偏差上,两种降水卫星数据总是高估了弱降水,低估了强降水,PERSIANN降水卫星要比TRM M降水卫星对降水数据偏离程度小;(2) PERSIANN-CDR降水卫星数据与地面实测数据的相关系数为0. 663,偏差为0. 845,TRMM 3B42 V7降水卫星数据与地面实测数据的相关系数为0. 666,偏差为0. 579。只考虑定量指标的评价体系,两个降水卫星数据的精度差异相对较小;(3) PERSIANN-CDR卫星数据在各站点的各分类指标数值范围均比TRMM 3B42 V7卫星数据的指标数值范围大,PERSIANN-CDR卫星数据对降水事件和降水量的反演精度要高于TRMM 3B42 V7卫星数据。考虑降水量分类指标的评价指标体系比单纯使用传统定量指标评价降水卫星数据更能有效地反映出降水卫星对资料稀缺的高寒地区地面降水特征的捕捉能力。

关键词：雅鲁藏布江流域卫星降水数据评估

基于遥感数据改进修正通用土壤流失方程的广州市土壤侵蚀定量研究

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土壤通报 2023年第3期54卷 559-568页

作者：程馨瑢胡月明刘振华缑武龙彭一平卢文婷华南农业大学资源环境学院广东广州510642 海南大学热带作物学院海南海口570228 广州市华南自然资源科学技术研究院广东广州510642 广州爱远土地房地产评估有限公司广东广州510642

【目的】针对以往土壤侵蚀研究中空间连续性降水量数据获取困难以及高植被覆盖区植被覆盖管理因子估算精度不高的问题,本研究尝试引入多源遥感数据进行空间尺度的土壤侵蚀评价。【方法】基于GPM_3IMERGM、LANDSAT8影像数据获取的降雨侵... 详细信息

【目的】针对以往土壤侵蚀研究中空间连续性降水量数据获取困难以及高植被覆盖区植被覆盖管理因子估算精度不高的问题,本研究尝试引入多源遥感数据进行空间尺度的土壤侵蚀评价。【方法】基于GPM_3IMERGM、LANDSAT8影像数据获取的降雨侵蚀量因子(R)和植被覆盖管理因子(C)改进了修正土壤流失模型(RUSLE),并利用改进的RUSLE模型完成研究区土壤侵蚀状况遥感制图。【结果】研究区土壤侵蚀总量为5.12×10^(7) t a^(−1),平均土壤侵蚀模数为7.38 t hm^(−2) a^(−1),受土壤侵蚀影响的总面积为1841.86 km^(2),占土地总面积的24.77%。从土壤侵蚀等级来看,侵蚀强度总体表现为微度和轻度,水土保护情况整体良好。空间分布上,不同侵蚀等级的布局呈现出片状分布与点块状分布相结合的特点;广州市中部和南部的行政区较市区外围和北部的行政区而言,侵蚀状况更轻微。【结论】GPM卫星数据和EVI指数的引入显著提高了RUSLE模型中两个关键因子和土壤侵蚀强度的估算精度,其成果可为广州市区域水土保持和生态环境建设工作提供理论依据和实践参考。

关键词：遥感修正通用水土流失模型卫星降水数据植被指数空间分布

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黄河中上游多源降水数据精度评估

水电能源科学 2022年第2期40卷 1-5页

作者：慎璐璐杨艳芬白磊吴晶西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 海南大学生态与环境学院海南海口570228 兰州中心气象台甘肃兰州730020

为研究黄河中上游遥感降水数据的可替代性,以2001~2010年站点实测降水数据为依据,采用相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,分别从年、季、月尺度对14种卫星降水数据进行精度评价,并以水系为空间单元对极端降水事件进行评估。结果表... 详细信息

为研究黄河中上游遥感降水数据的可替代性,以2001~2010年站点实测降水数据为依据,采用相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,分别从年、季、月尺度对14种卫星降水数据进行精度评价,并以水系为空间单元对极端降水事件进行评估。结果表明,在年、季、月尺度上,ITPCAS的精度均相对较高,GSMaP、PERSIANN的精度最低。季节上,降水数据均易高估春、夏季暴雨以下降水,低估暴雨以上降水;均易高估秋季大雨以下降水,低估大雨以上降水。对于极端降水,GSMaP、CHIRPS呈严重高估,PERSIANN呈严重低估;区域上,甘宁、内蒙水系各数据集对极端降水的评估与实测降水的一致性较强,其余水系中各数据集对极端降水评估的精度差异较大。

关键词：卫星降水数据精度评估极端降水时空分布黄河中上游

新型卫星降水产品在黄河源区的适用性分析——以SWAT模型为例

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高原气象 2021年第2期40卷 403-410页

作者：刘兆晨杨梅学万国宁程立真中国科学院西北生态环境资源研究院/冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

以黄河源区水文循环过程为主要研究对象,应用TRMM卫星和GPM卫星的日降水产品(TMPA3B42和IMERG-Final)驱动流域分布式水文模型SWAT,将结果进行比较分析,评估了新型卫星降水在黄河源区的适用性及其模拟潜力。研究表明:(1)对于大尺度流域而... 详细信息

以黄河源区水文循环过程为主要研究对象,应用TRMM卫星和GPM卫星的日降水产品(TMPA3B42和IMERG-Final)驱动流域分布式水文模型SWAT,将结果进行比较分析,评估了新型卫星降水在黄河源区的适用性及其模拟潜力。研究表明:(1)对于大尺度流域而言,同时对多个子流域进行参数的敏感性分析及率定的结果不适用于每一个站点。因此,本文采用对每个水文站点所对应的子流域依次进行敏感性分析与验证的方式进行订正,最终得到验证期内3个站点径流模拟结果的纳什效率系数均在0.50以上,决定系数都在0.60以上。(2)从模拟结果来看,IMERG-Final产品的模拟结果要优于TMPA3B42产品。两种卫星降水产品均能模拟出黄河源区月径流变化的主要趋势,但均表现为对于径流峰值的模拟偏高。新型卫星产品(GPM)较前任TRMM卫星产品的精度确实有提高,且具备一定的模拟潜力,但对于高海拔地区的模拟能力有待提高,需要进一步订正。

关键词：黄河源区 GPM卫星 TRMM卫星 SWAT模型卫星降水数据