流域洪水实时预报方法及预报装置 |
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| 申请号 | CN201610548023.5 | 申请日 | 2016-07-12 | 公开(公告)号 | CN106249318A | 公开(公告)日 | 2016-12-21 |
| 申请人 | 清华大学; | 发明人 | 田富强; 胡宏昌; 吴崇玮; 刘慧; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种流域洪 水 实时预报方法及预报装置，其中，方法包括以下步骤：接收多个关注区域发送的GPM卫星 信号 ；对多个关注区域发送的区域GPM 卫星信号 进行整合，以对目标区域进行反演卫星降雨数据得到GPM卫星降雨数据；通过多个关注区域的遥测雨量站发送的降雨数据对GPM卫星降雨数据进行校正；将校正后的GPM卫星降雨数据作为预设的水文模型的输入数据，以通过预设的水文模型进行实时洪水预报。该方法不但可以提高GPM卫星降雨的精确度，而且缩短了获得卫星降雨数据的滞后时间，有效地保证洪水预报的预见期和可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种流域洪水实时预报方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 流域洪水实时预报方法及预报装置技术领域[0001] 本发明涉及水文技术领域，特别涉及一种流域洪水实时预报方法及预报装置。 背景技术[0002] 目前，降雨数据的获取主要依赖于地面雨量站的观测、雷达的观测降雨以及卫星的观测降雨，是水文模型最重要的驱动数据之一，降雨数据的时间序列长短及数据的精确 性对于水文模型的模拟结果影响显著。然而，对于水文学家来说，要在缺少降雨数据或是降 雨数据时间序列很短的区域进行水文循环的模拟十分困难，尤其是发生在偏远的地区或是 地形复杂的山区，这些地区往往缺乏地面雨量站或是对于站点的维护不易，导致缺乏降雨 数据或是数据质量不佳。 发明内容[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。 [0004] 为此，本发明的一个目的在于提出一种流域洪水实时预报方法，该方法可以有效地保证洪水预报的可靠性，简单便捷。 [0005] 本发明的另一个目的在于提出一种流域洪水实时预报装置。 [0006] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种流域洪水实时预报方法，包括以下步骤：接收多个关注区域发送的区域全球降雨观测计划GPM卫星信号；对所述多个关注 区域发送的区域GPM卫星信号进行整合，以对所述目标区域进行反演卫星降雨数据得到GPM 卫星降雨数据；通过所述多个关注区域的遥测雨量站发送的降雨数据对所述GPM卫星降雨 数据进行校正；将校正后的所述GPM卫星降雨数据作为预设的水文模型的输入数据，以通过 所述预设的水文模型进行实时洪水预报。 [0007] 本发明实施例的流域洪水实时预报方法，通过区域的协作，在关注区域内接受GPM卫星信号，进而反演卫星降雨数据，并利用区域内地面遥测雨量站的实时降雨数据进行校 正，提高了GPM卫星降雨数据的精确度，缩短获得卫星降雨数据的滞后时间，进而将GPM卫星 降雨产品应用于实时洪水预报系统，有效地保证洪水预报的可靠性。 [0008] 另外，根据本发明上述实施例的流域洪水实时预报方法还可以具有以下附加的技术特征： [0010] 可选地，在本发明的一个实施例中，关注区域的遥测雨量站为多个。 [0011] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种流域洪水实时预报装置，包括：接收模块，用于接收多个关注区域发送的GPM卫星信号；整合模块，用于对所述多个关注 区域发送的区域GPM卫星信号进行整合，以对所述目标区域进行反演卫星降雨数据得到GPM 卫星降雨数据；校正模块，用于通过所述多个关注区域的遥测雨量站发送的降雨数据对所 述GPM卫星降雨数据进行校正；预报模块，用于将校正后的所述GPM卫星降雨数据作为预设 的水文模型的输入数据，以通过所述预设的水文模型进行实时洪水预报。 [0012] 本发明实施例的流域洪水实时预报装置，通过区域的协作，在关注区域内接受GPM卫星信号，进而反演卫星降雨数据，并利用区域内地面遥测雨量站的实时降雨数据进行校 正，提高了GPM卫星降雨数据的精确度，缩短获得卫星降雨数据的滞后时间，进而将GPM卫星 降雨产品应用于实时洪水预报系统，有效地保证洪水预报的可靠性。 [0013] 另外，根据本发明上述实施例的流域洪水实时预报装置还可以具有以下附加的技术特征： [0014] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述整合模块进一步用于通过反演算法反演卫星降雨数据得到所述GPM卫星降雨数据。 [0015] 可选地，在本发明的一个实施例中，关注区域的遥测雨量站为多个。 [0017] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： [0018] 图1为根据本发明一个实施例的流域洪水实时预报方法的流程图； [0019] 图2为根据本发明一个具体实施例的流域洪水实时预报方法的流程图； [0020] 图3为根据本发明一个实施例的流域洪水实时预报装置的结构示意图。 具体实施方式[0021] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0022] 下面参照附图描述根据本发明实施例提出的流域洪水实时预报方法及预报装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的流域洪水实时预报方法。 [0023] 图1是本发明一个实施例的流域洪水实时预报方法的流程图。 [0024] 如图1所示，该流域洪水实时预报方法包括以下步骤： [0025] 在步骤S101中，接收多个关注区域发送的区域全球降雨观测计划GPM卫星信号。 [0026] 其中，卫星观测降雨数据具有观测范围大，且不受地形限制的优势。1960年，第一个气象观测卫星(TIROS1)成功发射升空，对于卫星反演降水数据带来可能性。早期卫星反 演降雨数据主要依赖于被动遥感观测，1970年，热带降雨卫星(Tropical Rainfall Measurement Mission，TRMM)第一次搭载了星载降雨观测雷达发射升空，为全球降雨监测 立下新的里程碑。TRMM卫星降雨产品与地面雨量站数据具有一定的关联性，且在时间尺度 上随着日、月、年时间尺度的增加，TRMM卫星降雨产品的精度也逐步提高。TRMM卫星降雨产 品在许多地区获得了较好的验证，其降雨数据质量也获得了较多的认可。 [0027] 进一步地，全球降雨观测计划(Global Precipitation Measurement，简称GPM)的启动使得全球卫星观测降雨更往前推进了一步，GPM更高的时间分辨率和空间分辨率(时间 分辨率为0.5小时，空间分辨率为0.1°)以及更加准确的观测精度，使得GPM在水文、气象、灾 害、农业等各项领域中的应用更具潜力。GPM IMERG卫星降雨产品依据其利用地面校对数据 的不同，以及降雨数据发布时间滞后的差异细分为三种子产品，分别为IMERG Early Run、 IMERG Late Run以及IMERG Final Run，其中IMERG Early Run的地面校对过程利用历史气 候数据进行校对，降雨数据获取的滞后时间为6小时；IMERG Late Run及IMERG Final Run 则利用实时的地面降雨观测数据进行校对，降雨数据获取的滞后时间分别为18小时及4个 月。如表1所示，表1为GPM IMERG产品列表。 [0028] 表1 [0029] [0030] 也就是说，如图2所示，针对GPM卫星降雨产品观测范围大且不受地面站点的布设限制，但GPM卫星降雨产品由于降雨数据的反演及地面校对过程需要时间，卫星降雨数据的 获得具有一定的滞后时间，在本发明的实施例中，首先在关注区域接收GPM卫星信号，缩短 获得卫星降雨数据的滞后时间。 [0031] 在步骤S102中，对多个关注区域发送的区域GPM卫星信号进行整合，以对目标区域进行反演卫星降雨数据得到GPM卫星降雨数据。 [0032] 可以理解的是，在本发明的实施例中，进一步通过不同区域的协作整合卫星信号。 [0033] 需要说的明的是，反演方法可以有很多种，在本发明的一个实施例中，可以通过反演算法如GPMIMERG算法反演卫星降雨数据得到GPM卫星降雨数据。 [0034] 需要说明的是，上述的关注区域为与目标区域相关的区域，例如相邻区域，如目标区域为北京，则关注区域可以为河北，也就是说，单一目标区域接收卫星信号，但是这个关 注区域可能有很多个，通过多个不同区域间的协作，如资料共享，加快反演的速率。 [0035] 在步骤S103中，通过多个关注区域的遥测雨量站发送的降雨数据对GPM卫星降雨数据进行校正。 [0036] 可选地，在本发明的一个实施例中，关注区域的遥测雨量站为多个，进而提高数据的精确度。 [0037] 即言，在本发明的实施例中，进一步利用关注区域的遥测雨量站降雨数据对于GPM卫星降雨数据进行校正，提高GPM卫星降雨数据的精确度。 [0038] 在步骤S104中，将校正后的GPM卫星降雨数据作为预设的水文模型的输入数据，以通过预设的水文模型进行实时洪水预报。另外，预设的水文模型可以根据实际情况进行设 置，在此不作具体赘述。 [0039] 进一步地，在本发明的实施例中，利用校正后的GPM卫星降雨数据作为水文模型的输入数据，通过水文模型进行实时洪水预报，实现将GPM卫星降雨产品应用于实时洪水预报 系统的目的。 [0040] 根据本发明实施例的流域洪水实时预报方法，通过区域的协作，在关注区域内接受GPM卫星信号，进而反演卫星降雨数据，并利用区域内地面遥测雨量站的实时降雨数据进 行校正，提高了GPM卫星降雨数据的精确度，缩短获得卫星降雨数据的滞后时间，进而将GPM 卫星降雨产品应用于实时洪水预报系统，有效地保证洪水预报的可靠性。 [0041] 其次参照附图描述根据本发明实施例提出的流域洪水实时预报装置。 [0042] 图3是本发明一个实施例的流域洪水实时预报装置的结构示意图。 [0043] 如图3所示，该流域洪水实时预报装置10包括：接收模块100、整合模块200、校正模块300和预报模块400。 [0044] 其中，接收模块100用于接收多个关注区域发送的区域全球降雨观测计划GPM卫星信号。整合模块200用于对多个关注区域发送的区域GPM卫星信号进行整合，以对目标区域 进行反演卫星降雨数据得到GPM卫星降雨数据。校正模块300用于通过多个关注区域的遥测 雨量站发送的降雨数据对GPM卫星降雨数据进行校正。预报模块400用于将校正后的GPM卫 星降雨数据作为预设的水文模型的输入数据，以通过预设的水文模型进行实时洪水预报。 本发明实施例的预报装置10不但可以提高GPM卫星降雨的精确度，而且缩短了获得卫星降 雨数据的滞后时间，有效地保证洪水预报的可靠性。 [0045] 进一步地，在本发明的一个实施例中，整合模块200进一步用于通过反演算法反演卫星降雨数据得到GPM卫星降雨数据。 [0046] 可选地，在本发明的一个实施例中，关注区域的遥测雨量站为多个。 [0048] 根据本发明实施例的流域洪水实时预报装置，通过区域的协作，在关注区域内接受GPM卫星信号，进而反演卫星降雨数据，并利用区域内地面遥测雨量站的实时降雨数据进 行校正，提高了GPM卫星降雨数据的精确度，缩短获得卫星降雨数据的滞后时间，进而将GPM 卫星降雨产品应用于实时洪水预报系统，有效地保证洪水预报的可靠性。 [0049] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0050] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等， 除非另有明确具体的限定。 [0051] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0052] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0053] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的多个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须 针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个 或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人 员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和 组合。 |
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