【技术实现步骤摘要】
本申请涉及暴雨模拟分析，特别涉及暴雨模拟方法、表征暴雨均匀性方法及暴雨模拟系统。
技术介绍
1、在洪涝模拟过程中，降雨过程往往是被当成在面上均匀分布来模拟的，但事实并非如此，实际的降雨过程往往非常复杂，就算在同一市区，不同区域的降雨量可能也大相径庭，这就导致模拟误差的产生。虽然近年来国家加大了气象监测站点的建设，地方气象自动监测站点逐渐完善，但新建的自动监测站点普遍存在监测数据时间序列不长的问题。
技术实现思路
1、基于此，本申请提出一种暴雨模拟方法、表征暴雨均匀性方法及暴雨模拟系统，旨在能够更准确地模拟降雨过程的空间非均匀性和克服数据时间序列短的限制所造成暴雨演变模拟精度不高的问题。
2、本申请的第一方面提供了一种暴雨时空演变模拟方法，所述方法包括：
3、构建目标区域内空间站点的连接矩阵，并获取若干场历史降雨中所述空间站点时间段的降雨比与其相邻站点时间段的降雨比；
4、基于所述空间站点的连接矩阵，根据所述空间站点时间段的降雨比与其相邻站点时间段的降雨比的关系得到相邻站点间雨量空间转移概率矩阵，根据所述相邻站点间雨量空间转移概率矩阵得到所有空间站点雨量时序转移概率矩阵；
5、根据所述所有空间站点雨量时序转移概率矩阵得到所有空间站点降雨比时间序列；
6、对同一空间站点降雨比时间序列归一化，再对所有空间站点同一时刻的降雨比归一化，得到归一化处理后的所有空间站点降雨比时间序列；
7、基于归一化处理后的所有空间站点降雨
8、与现有技术相比，本申请提供的一种暴雨时空演变模拟方法，该方法通过关注每个空间站点及其相邻站点在特定时间段内的降雨比，降雨比能够反映站点间相对降雨量的差异，是分析雨量空间转移的关键指标；通过分析相邻站点间降雨比的变化关系，得出相邻站点间雨量空间转移概率矩阵，揭示了降雨在空间上从一站点转移到另一站点的可能性，还融入了时间维度的变化信息，利用所有空间站点雨量时序转移概率矩阵，生成每个空间站点在未来时间段的降雨比时间序列，充分考虑了降雨的空间相关性和时间连续性；为消除不同站点间因地理位置、地形地貌等因素导致的降雨比差异，对同一空间站点的降雨比时间序列进行归一化处理，确保各站点数据在同一尺度上可比，接着，对所有空间站点在同一时刻的降雨比再次进行归一化，确保整个区域内降雨比的相对一致性，为后续降雨量的转换提供便利；基于归一化处理后的降雨比时间序列，引入典型降雨过程作为面上整体降雨过程的参照，通过考虑区域内整体降雨的宏观特征，为各站点降雨比的转化提供了背景信息；最后，通过降雨比与典型降雨过程降雨量的比例关系，将各站点的降雨比转换为具体的降雨量时间序列，不仅提高了降雨预测的精度，还使得预测结果更具实用性和可操作性，可直接应用于洪水预警、水资源管理等领域。
9、作为第一方面的一种可选实施方式，所述构建目标区域内空间站点的连接矩阵的步骤包括：
10、选定暴雨时空演变模拟的目标区域，在所述目标区域内划定空间站点，构建出所述目标区域内空间站点的连接矩阵r，
11、；
12、其中i为空间站点总数，包含的元素为；且
13、。
14、作为第一方面的一种可选实施方式，根据所述空间站点时间段的降雨比与其相邻站点时间段的降雨比的关系得到相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的步骤中，相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的表达式为
15、，
16、其中，l、m、h分别代表低、中、高三个降雨量级，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为高的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为高的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为b的相邻站点在时段的降雨量级为高的概率；
17、根据所述相邻站点间雨量空间转移概率矩阵得到所有空间站点雨量时序转移概率矩阵的步骤中，所有空间站点雨量时序转移概率矩阵的表达式为
18、，
19、其中，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为的空间站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为的空间站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为低时编号为的空间站点在时段的降雨量级为高的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为的空间站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为的空间站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为中时编号为的空间站点在时段的降雨量级为高的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为的空间站点在时段的降雨量级为低的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为的空间站点在时段的降雨量级为中的概率，代表编号为的空间站点在时段降雨量级为高时编号为的空间站点在时段的降雨量级为高的概率。
20、作为第一方面的一种可选实施方式，根据所述所有空间站点雨量时序转移概率矩阵得到所有空间站点降雨比时间序列的步骤中，所有空间站点降雨比时间序列的表达式为
21、，
22、其中，代表第i个空间站点在第j个时间段的降雨比。
23、作为第一方面的一种可选实施方式，所述对同一空间站点降雨比时间序列归一化的表达式为
24、，
25、其中，表示同一空间站点降雨比时间序列归一化矩阵，j表示时间段总数；
26、所述对所有空间站点同一时刻的降雨比归一化的步骤中，令，得到所有空间站点同一时刻的降雨比归一化矩阵，
27、，
28、其中，表示第i个空间站点在第j个时间段的降雨比进行归一化的值。
29、作为第一方面的一种可选实施方式，所述引入典型降雨过程作为面上整体降雨过程的步骤中，面上代表站点的降雨量过程的表达式为
30、，
31、则，
32、其中，表示面上代表站点的过程降雨量，表示j时段降雨量，表示面上代表站点的总体降雨量；
33、所述通过降雨比转化为降雨量以得到所有空间站点降雨量的时间序列的步骤包括：
34、根据泰森多边形得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述构建目标区域内空间站点的连接矩阵的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，根据所述空间站点时间段的降雨比与其相邻站点时间段的降雨比的关系得到相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的步骤中，相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的表达式为
4.根据权利要求3所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，根据所述所有空间站点雨量时序转移概率矩阵得到所有空间站点降雨比时间序列的步骤中，所有空间站点降雨比时间序列的表达式为
5.根据权利要求4所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述对同一空间站点降雨比时间序列归一化的表达式为
6.根据权利要求5所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述引入典型降雨过程作为面上整体降雨过程的步骤中，面上代表站点的降雨量过程的表达式为
7.一种表征暴雨时空不均匀性的方法，其特征在于，包括：
8.一种暴雨时空演变模拟系统，其特
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的处理程序，所述处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的一种暴雨时空演变模拟方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有处理程序，所述处理程序被处理器运行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种暴雨时空演变模拟方法。
...【技术特征摘要】
1.一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述构建目标区域内空间站点的连接矩阵的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，根据所述空间站点时间段的降雨比与其相邻站点时间段的降雨比的关系得到相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的步骤中，相邻站点间雨量空间转移概率矩阵的表达式为
4.根据权利要求3所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，根据所述所有空间站点雨量时序转移概率矩阵得到所有空间站点降雨比时间序列的步骤中，所有空间站点降雨比时间序列的表达式为
5.根据权利要求4所述的一种暴雨时空演变模拟方法，其特征在于，所述对同一空间站点降雨比时间序列归一化的...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐明，吴宇泽，曾燕林，胡耀升，王立风，张桓玮，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：
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