一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法和系统，所述方法包括：步骤S1：从不同数据源获取数据；步骤S2：对不同数据源的数据进行匹配;步骤S3:进行雨滴谱参数数据评估。本发明专利技术能够将地基、空基和天基的雨滴谱数据产品进行分解，将不同设备观测到的同一要素进行梳理，将多种设备的单要素进行质量控制后，对于同种观测要素，将不同观测平台不同观测反演方法的直接观测和遥测数据进行匹配交叉验证分析，分析其异同，最终基于雨滴谱参数数据建立针对仪器级别的分析验证，从而为气象预报和决策服务提供高质量的雨滴谱参数数据及产品支撑。能够在对国家级地面气象站雨滴谱仪网数据质量做验证的基础上，不仅仅针对液态降水做分析，还能够针对固态降水作分析。还能够针对固态降水作分析。还能够针对固态降水作分析。

【技术实现步骤摘要】
一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法和系统


[0001]本专利技术属于地理信息管理
，尤其涉及一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，我国气象部门已部署完成2000多部的国家级地面气象站雨滴谱仪网，包括100型和200型，并于2019年初左右正式业务化应用，可以从地面雨滴谱仪设备反演得到雷达反射率因子（Z）、降水强度（R）、质量加权平均直径（Dm）、广义截距参数(LgNw)，时间分辨率为1min。我国气象部门已部署完成2000多部的国家级地面气象站，可以直接获得小时降水量（R），时间分辨率为1hour。我国气象部门已部署完成200多部的新一代天气雷达，可以反演获得雷达反射率因子（Z），时间分辨率为5min。全球测雨卫星(GPM)携带Ka和Ku波段测雨雷达于2014年2月发射升空，继热带测雨卫星(TRMM)的单频测雨雷达探测后，实现双频测雨雷达(DPR)探测。可以提取二级产品中的SLV数据集，按照GPM卫星的运行轨迹，垂直空间覆盖0-22km高度（每125m一层，共176层），水平空间覆盖245km* 39675km，可以选定某一层与地基雨滴谱对比。面对上述现状，一方面，雨滴谱参数可以从国家级地面气象观测设备-雨滴谱仪、地面雨量计、新一代天气雷达和NASA-GPM卫星中直接或反演得到，目前缺乏从不同观测仪器设备和观测方法出发，对雨滴谱参数产品进行匹配及数据质量控制和分析验证的方法、装置和支持系统。另一方面，各种类型的气象数据量大且繁多，如何对这些多而繁杂的信息做分解、分析、验证和有效的利用，如何进行支撑系统的构建，使得能够快速有效的获取这些信息并支撑上述功能的完成，均是待解决的技术问题。本专利技术能够将地基、空基和天基的雨滴谱数据产品进行分解，将不同设备观测到的同一要素进行梳理，将多种设备的单要素进行质量控制后，对于同种观测要素，先对各种观测要素进行能够满足现有设备的处理能力要求以及数据精度要求的不同质数据处理，例如：对于雨量级别不同的数据的处理等；然后将不同观测平台不同观测反演方法的直接观测和遥测数据进行匹配交叉验证分析，分析其异同，最终基于雨滴谱参数数据建立针对仪器级别的分析验证，从而为气象预报和决策服务提供高质量的雨滴谱参数数据及产品支撑。能够在对国家级地面气象站雨滴谱仪网数据质量做验证的基础上，不仅仅针对液态降水做分析，还能够针对固态降水作分析。提出交叉混合评估方法，在基于数据参数进行评估的基础上，基于参量数据进行评估，在保障科学性的同时，使得评估方法更适合用于进行本专利技术中的不同气象数据的质量评估，实现差异化的数据评估，减少不必要的评估，提高评估的效率。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法，所述方法包含：步骤S1：从不同数据源获取数据；具体包括如下步骤：步骤S11：采用雨滴谱仪获取雨滴谱数据；
步骤S12：针对GPM卫星数据源，采用全球测雨卫星GPM双频测雨雷达DPR获取数据；步骤S13：针对地面累计降水量数据源，采用与雨滴谱仪对应的国家级台站雨量计的小时降水量；步骤S14：针对新一代天气雷达数据源，采用新一代天气雷达单站数据；步骤S2：对不同数据源的数据进行匹配;步骤S21：基于雨滴谱仪与雨量计数据源对累计1小时降水量数据进行匹配；包括：将雨滴谱仪与雨量计数据源的数据进行一致化处理；将雨滴谱仪与地面雨量计数据进行对比以筛选数据；步骤S22：雨滴谱仪与新一代天气雷达数据进行匹配；包括：采用新一代天气雷达数据的HBR产品数据，寻找和产品数据雷达对应的雨滴谱站，进行空间匹配和时间匹配，将雨滴谱仪和雷达数据结合形成匹配数据集；具体的包括如下步骤：步骤S221：以雷达为基准，找探测范围内对应的雨滴谱站；其中：所述探测范围为30km-60km；步骤S222：进行空间匹配，在空间上采用临近法、5点平均法和9点平均法形成样本数据，为了保证数据的可靠性；也就是利用雨滴谱仪经纬度查找其周围1个、5个和9个距离最近的雷达回波，然后分别进行平均以形成三组样本数据；步骤S223：进行时间匹配，以雷达数据时间为准，查找前后5分钟，分别和距离所述雨滴谱站最近的样本、距离该格点最近的5个样本平均值和距离该点最近的9个样本平均值进行匹配，选取与雨滴谱站反演的反射率因子差值最小的格点样本值；步骤S224：将经过步骤S221-SS223处理后的样本数据，按照同一时间和同一空间进行匹配结合，剔除雷达反射率因子超过预设值的样本数据作为最后形成的匹配数据集；步骤S23：联合雨滴谱仪、地面雨量计和新一代天气雷达数据进行的匹配评估，筛选形成高质量样本数据；步骤S24：将高质量样本数据与星基GPM数据基于两者的质量加权平均直径Dm、广义截距参数LgNw进行匹配结合；将两者的质量加权平均直径、广义截距参数相匹配的对应高质量样本数据与星基GPM数据进行结合；步骤S3：进行雨滴谱参量数据的评估。
[0004]进一步的，采用国家级自动气象站雨滴谱仪获取雨滴谱数据。
[0005]进一步的，雨滴谱仪的型号为100型号和200型号。
[0006]进一步的，数据来源自经过质控后的数据产品，每1天生成一个TXT文件。
[0007]一种星地雨滴谱参数匹配及评估系统，所述系统包括：获取模块：从不同数据源获取数据；匹配模块：对不同数据源的数据进行匹配;评估模块：进行雨滴谱参量数据的评估；存储装置，用于将数据及其对应评估结果关联存储。
[0008]进一步的，获取模块通过通信装置进行数据获取。
[0009]进一步的，匹配模块基于处理器进行数据匹配。
[0010]进一步的，评估模块基于协处理器进行同步的数据评估。
[0011]一种计算机设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现星地雨滴谱参数匹配及评估方法。
[0012]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现星地雨滴谱参数匹配及评估方法。
[0013]本专利技术的有益效果包括：将不同设备观测到的同一要素进行梳理，将多种设备的单要素进行质量控制后，对于同种观测要素，先对各种观测要素进行能够满足现有设备的处理能力要求以及数据精度要求的不同质数据处理，例如：对于雨量级别不同的数据的处理等；然后将不同观测平台不同观测反演方法的直接观测和遥测数据进行匹配交叉验证分析，分析其异同，最终基于雨滴谱参数数据建立针对仪器级别的分析验证，从而为气象预报和决策服务提供高质量的雨滴谱参数数据及产品支撑。能够在对国家级地面气象站雨滴谱仪网数据质量做验证的基础上，不仅仅针对液态降水做分析，还能够针对固态降水作分析。此外，提出交叉混合评估方法，在基于数据参数进行评估的基础上，基于参量数据进行评估，在保障科学性的同时，使得评估方法更适合用于进行本专利技术中的不同气象数据的质量评估，实现差异化的数据评估，减少不必要的评估，提高评估的效率。
附图说明
[0014]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星地雨滴谱参数匹配及评估方法，其特征在于，所述方法包含：步骤S1：从不同数据源获取数据；具体包括如下步骤：步骤S11：采用雨滴谱仪获取雨滴谱数据；步骤S12：针对GPM卫星数据源，采用全球测雨卫星GPM双频测雨雷达DPR获取数据；步骤S13：针对地面累计降水量数据源，采用与雨滴谱仪对应的国家级台站雨量计的小时降水量；步骤S14：针对新一代天气雷达数据源，采用新一代天气雷达单站数据；步骤S2：对不同数据源的数据进行匹配;步骤S21：基于雨滴谱仪与雨量计数据源对累计1小时降水量数据进行匹配；包括：将雨滴谱仪与雨量计数据源的数据进行一致化处理；将雨滴谱仪与地面雨量计数据进行对比以筛选数据；步骤S22：雨滴谱仪与新一代天气雷达数据进行匹配；包括：采用新一代天气雷达数据的HBR产品数据，寻找和产品数据雷达对应的雨滴谱站，进行空间匹配和时间匹配，将雨滴谱仪和雷达数据结合形成匹配数据集；具体的包括如下步骤：步骤S221：以雷达为基准，找探测范围内对应的雨滴谱站；其中：所述探测范围为30km-60km；步骤S222：进行空间匹配，在空间上采用临近法、5点平均法和9点平均法形成样本数据，为了保证数据的可靠性；也就是利用雨滴谱仪经纬度查找其周围1个、5个和9个距离最近的雷达回波，然后分别进行平均以形成三组样本数据；步骤S223：进行时间匹配，以雷达数据时间为准，查找前后5分钟，分别和距离所述雨滴谱站最近的样本、距离该格点最近的5个样本平均值和距离该点最近的9个样本平均值进行匹配，选取与雨滴谱站反演的反射率因子差值最小的格点样本值；步骤S224：将经过步骤S221-SS223处理后的样本数据，按照同一时间和同一空间进行匹配结合，剔除雷达反射率因子超过预设值的样本数据作为最后形成的匹配数据集；步骤S23：联合雨滴谱仪、地面雨量计和新一代天气雷达数据进行的匹配评估，筛选...

【专利技术属性】
技术研发人员：施丽娟，雷勇，冯婉悦，徐鸣一，李翠娜，郑清，
申请(专利权)人：中国气象局气象探测中心，
类型：发明
国别省市：