不同插值方法对精细化预报产品在青岛地区的检验比较
发布时间：2021-06-11 14:48
青岛地区农业产业园位置分散在内陆、沿海和山地等多种地形区域,气温差异大,为提高现代农业精细化服务水平,笔者基于国家气象中心下发的全国区域5 km格点气象要素预报产品,采用最近邻域、双线性插值、反距离权重3种插值方法对气温预报产品在青岛地区的适用性进行对比检验。结果表明:内陆地区双线性插值法准确率最高,且平均绝对误差和均方根误差最小。沿海地区采用最近邻域法和反距离权重法均有较好的效果。对于山地,综合考虑准确率、平均绝对误差和均方根误差,较适用反距离权重插值方法。最高气温预报准确率内陆地区高于沿海和山地地区,且在8—10月为准确率最高时期,3—6月准确率相对较低;最低气温则在沿海地区准确率最高,且夏季的准确率明显高于冬季,其在7月准确率最高而1月准确率最低。研究结果为下一步将预报产品插值生成分辨率更细、准确率更高的精细化气象服务产品奠定基础。
【文章来源】：中国农学通报. 2020,36(32)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
青岛地区站点位置
图1 青岛地区站点位置也称为距离倒数乘方法，其基本思想是两个物体离得越近，它们的性质越相似，离得越远则相似性越小。它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，离插值点越近的格点赋予的权重越大，为公式(4)[26]。
对2018年1月1日—12月31日青岛市81个站点进行1～10天（即0～240 h）的预报时效准确率检验分析，对比最近邻域法、双线性法和反距离权重法的插值效果。由3种插值方法在3种站点类型的最高气温预报准确率（见图3）可以看出（以8时起报为例，20时起报结果类似不再赘述，下同），内陆站点的预报准确率高于沿海和山地站点。对于预报未来1天的最高气温，3种插值方法在内陆站点预报准确率均为70%以上，而沿海站点准确率在64.9%～65.6%之间，山地站点准确率在65.5%～67.5%之间。预报准确率随着预报时效的增加而逐渐降低。对内陆站点来说，双线性插值法在1～10天预报时效中的准确率均高于其他2种插值方法。对于沿海站点，3种插值方法准确率的差异较小，在预报第1天最近邻域法准确率较高，而在第2～第4天和第8～第10天则为反距离权重法准确率较高，第5～第7天为双线性插值法较高。对于山地站点，在预报第1天反距离权重法准确率稍高，而在第2～第7天则为双线性插值法较高，第8～第10天为最近邻域法稍高。由3种插值方法在3种站点类型的最低气温预报准确率（见图4）可以看出，整体而言，最低气温的预报准确率高于最高气温。最低气温的预报，沿海站点的准确率高于其他2种站点类型，这是由于沿海站点受海洋调节影响，最低气温变化相对较小，而内陆站点和山地站点受下垫面或辐射降温的影响，最低气温变化差异大导致准确率降低。对于预报未来1天的最高气温，3种插值方法在内陆站点预报准确率在68.4%～70.0%之间，沿海站点准确率在71.6%～75.7%之间，山地站点准确率在62.0%～69.8%之间。对内陆站点来说，双线性插值法在1～10天预报时效中的准确率均高于其他2种插值方法。对于沿海站点，最近邻域法和反距离权重法准确率较为接近，在预报第1～7天预报时效中最近邻域法准确率稍高，而在第8～第10天则为反距离权重法准确率稍高，而双线性插值法准确率较低。对于山地站点，除了第1、第8和第10天是最近邻域法准确率较高以外均为反距离权重法准确率较高，而双线性插值法准确率明显低于前2种插值方法，反距离权重法准确率较双线性插值法高出4.5%～7.7%，说明双线性插值法不适用于山地站点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京智能网格温度客观预报方法（BJTM）及预报效果检验[J]. 戴翼,何娜,付宗钰,亢妍妍,郝翠. 干旱气象. 2019(02)
[2]湘西州1960—2017年气候变化及对农业的影响[J]. 周威,王亚,方韵,邵剑光. 中国农学通报. 2018(24)
[3]1961—2012年山东省气温变化及对农业热量条件影响[J]. 韩荣青,包维虎,赵明华,李娇娇,傅双. 中国农学通报. 2017(16)
[4]综合分析法在复杂地形气温精细格点化中的应用[J]. 陈锋,董美莹,冀春晓. 高原气象. 2016(05)
[5]上海精细化格点预报业务进展与思考[J]. 王海宾,杨引明,范旭亮,储海. 气象科技进展. 2016(04)
[6]精细化预报产品在长沙的应用和温度检验[J]. 彭月,周盛,樊志超,李玮,陈蜜. 干旱气象. 2015(05)
[7]气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J]. 郭建平. 应用气象学报. 2015(01)
[8]基于WebGIS技术的精细化格点预报系统设计与实现[J]. 王海宾,范旭亮. 大气科学研究与应用. 2014(02)
[9]中央台精细化温度指导预报产品在齐齐哈尔市的检验[J]. 刘长成,孙源,周显伟. 黑龙江气象. 2014(02)
[10]长沙近41年气候变化对双季早稻产量的影响[J]. 陈勇,廖玉芳,郭东鑫,邱庆栋. 中国农学通报. 2013(14)
硕士论文
[1]气象要素空间插值算法的研究及其应用[D]. 王丽娜.重庆理工大学 2014
本文编号：3224742
【文章来源】：中国农学通报. 2020,36(32)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
青岛地区站点位置
图1 青岛地区站点位置也称为距离倒数乘方法，其基本思想是两个物体离得越近，它们的性质越相似，离得越远则相似性越小。它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，离插值点越近的格点赋予的权重越大，为公式(4)[26]。
对2018年1月1日—12月31日青岛市81个站点进行1～10天（即0～240 h）的预报时效准确率检验分析，对比最近邻域法、双线性法和反距离权重法的插值效果。由3种插值方法在3种站点类型的最高气温预报准确率（见图3）可以看出（以8时起报为例，20时起报结果类似不再赘述，下同），内陆站点的预报准确率高于沿海和山地站点。对于预报未来1天的最高气温，3种插值方法在内陆站点预报准确率均为70%以上，而沿海站点准确率在64.9%～65.6%之间，山地站点准确率在65.5%～67.5%之间。预报准确率随着预报时效的增加而逐渐降低。对内陆站点来说，双线性插值法在1～10天预报时效中的准确率均高于其他2种插值方法。对于沿海站点，3种插值方法准确率的差异较小，在预报第1天最近邻域法准确率较高，而在第2～第4天和第8～第10天则为反距离权重法准确率较高，第5～第7天为双线性插值法较高。对于山地站点，在预报第1天反距离权重法准确率稍高，而在第2～第7天则为双线性插值法较高，第8～第10天为最近邻域法稍高。由3种插值方法在3种站点类型的最低气温预报准确率（见图4）可以看出，整体而言，最低气温的预报准确率高于最高气温。最低气温的预报，沿海站点的准确率高于其他2种站点类型，这是由于沿海站点受海洋调节影响，最低气温变化相对较小，而内陆站点和山地站点受下垫面或辐射降温的影响，最低气温变化差异大导致准确率降低。对于预报未来1天的最高气温，3种插值方法在内陆站点预报准确率在68.4%～70.0%之间，沿海站点准确率在71.6%～75.7%之间，山地站点准确率在62.0%～69.8%之间。对内陆站点来说，双线性插值法在1～10天预报时效中的准确率均高于其他2种插值方法。对于沿海站点，最近邻域法和反距离权重法准确率较为接近，在预报第1～7天预报时效中最近邻域法准确率稍高，而在第8～第10天则为反距离权重法准确率稍高，而双线性插值法准确率较低。对于山地站点，除了第1、第8和第10天是最近邻域法准确率较高以外均为反距离权重法准确率较高，而双线性插值法准确率明显低于前2种插值方法，反距离权重法准确率较双线性插值法高出4.5%～7.7%，说明双线性插值法不适用于山地站点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京智能网格温度客观预报方法（BJTM）及预报效果检验[J]. 戴翼,何娜,付宗钰,亢妍妍,郝翠. 干旱气象. 2019(02)
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[7]气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J]. 郭建平. 应用气象学报. 2015(01)
[8]基于WebGIS技术的精细化格点预报系统设计与实现[J]. 王海宾,范旭亮. 大气科学研究与应用. 2014(02)
[9]中央台精细化温度指导预报产品在齐齐哈尔市的检验[J]. 刘长成,孙源,周显伟. 黑龙江气象. 2014(02)
[10]长沙近41年气候变化对双季早稻产量的影响[J]. 陈勇,廖玉芳,郭东鑫,邱庆栋. 中国农学通报. 2013(14)
硕士论文
[1]气象要素空间插值算法的研究及其应用[D]. 王丽娜.重庆理工大学 2014
本文编号：3224742
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