GPM和TRMM卫星日降水数据在黄河源区的适用性分析
发布时间：2021-06-26 14:54
通过评估GPM计划三种日降水产品（IMERG-E、IMERG-L和IMERG-F）和TRMM卫星、两种日降水产品（TMPA3B42和TMPA3B42RT）在黄河源及其周边区域38个台站的适用性,探究了五种产品探测精度和海拔高度及雨强的相关关系,结果表明:在与实测资料的一致性和偏差方面,GPM卫星产品要全面优于TMPA产品。在TRMM卫星产品中,3B42产品明显优于3B42RT。五种产品的相关系数均表现出明显的从东南到西北递减的趋势,均方根误差北部普遍低于南部。IMERG产品的探测率（POD）和探测成功率（CSI）都要普遍高于TMPA产品,而误报率（FAR）则是TMPA产品更低,表现更好。五种产品均在个别台站出现了严重误报的情况,这些台站主要分布在研究区的西北部。IMERG三种产品对于海拔高度的依赖程度具有很强的一致性,而3B42RT产品对海拔高度几乎没有依赖。除3B42RT产品外,其余四种产品的偏差均随雨强的增加而增大。在探测率方面,IMERG产品对小雨、中雨和大雨的探测能力均优于TMPA产品。
【文章来源】：冰川冻土. 2020,42(02)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
五种卫星产品和站点日降水量比较
评价遥感降水资料精度与高度的相关关系是十分必要的，特别是在海拔较高的青藏高原地区，它对于我们进一步评价和改进卫星数据精度具有重要作用。Ma等[21]在分析青藏高原区域3B42V7产品和IMERG产品精度和高度相关关系时指出，IMERG产品的POD指数在4 200m以上较低，且FAR在3 000m以下较小，而相关系数与海拔无明显的相关；Xu等[23]对青藏高原南部站点的研究指出，两种卫星产品的偏差与平均高度呈正相关，而相关系数与平均高度呈负相关。目前，这种相关性尚未得到一致的结论，还需要更多的研究证明。为了将海拔和遥感降水产品精度进行量化，我们对海拔和所选参数进行相关性分析，以得到不同参数和海拔趋势相关的程度大小（表3）。可以看出，不同卫星降水产品的探测能力随高度的变化各不相同，其中只有IMERG-E产品的相关系数、3B42RT产品的偏差与均方根误差及IMERG-F产品的均方根误差同高度有显著的相关关系（图7）。所选台站的海拔均分布在1 500～4 500m的范围内。其中IMERG-E产品的相关系数及IMERG-F产品的均方根误差与海拔表现为正相关（置信度在95%以上），即海拔越高，IMERG-E产品与实测资料的一致性越好，而IMERG-F产品与实测资料的偏差越大；3B42RT产品的偏差和均方根误差均表现为与海拔显著正相关（置信度在99%以上），说明在研究区域内，海拔越高，3B42RT产品对于降水的高估程度越大，产品的精度越差。
对于遥感日降水产品的探测能力与海拔的相关关系而言，五种产品的POD均与海拔变化没有明显的依赖关系。而FAR则表现出和海拔显著相关，除3B42RT产品外，其他四种产品的误报率均表现出与海拔显著的负相关。这说明海拔越低，产品出现的误报率越高，精度越差；对于CSI、TMPA产品的探测成功率与海拔几乎不存在相关，而IMERG三种产品的探测成功率与海拔呈显著的正相关，即海拔越高，产品的探测成功率越大。2.4 不同雨强条件下的卫星降水产品精度分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]Variations of precipitation characteristics during the period 1960–2014 in the Source Region of the Yellow River,China[J]. Mudassar IQBAL,WEN Jun,WANG Shaoping,TIAN Hui,Muhammad ADNAN. Journal of Arid Land. 2018(03)
[2]新一代GPM IMERG卫星遥感降水数据在中国南方地区的精度及水文效用评估[J]. 陈晓宏,钟睿达,王兆礼,赖成光,陈家超. 水利学报. 2017(10)
[3]TRMM 3B43降水数据在黄河源区的适用性评价[J]. 李琼,杨梅学,万国宁,王学佳. 冰川冻土. 2016(03)
[4]黄河源区气候变化的季节特征与区域差异研究[J]. 蓝永超,朱云通,刘根生,喇承芳,沈永平,石明星. 冰川冻土. 2016(03)
[5]TRMM多卫星降水数据在黑河流域的验证与应用[J]. 吴雪娇,杨梅学,吴洪波,吴玉伟,王学佳. 冰川冻土. 2013(02)
[6]高亚洲冰川的近期退缩及其对西北水资源的影响[J]. 姚檀栋,刘时银,蒲健辰,沈永平,鲁安新. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(06)
本文编号：3251551
【文章来源】：冰川冻土. 2020,42(02)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
五种卫星产品和站点日降水量比较
评价遥感降水资料精度与高度的相关关系是十分必要的，特别是在海拔较高的青藏高原地区，它对于我们进一步评价和改进卫星数据精度具有重要作用。Ma等[21]在分析青藏高原区域3B42V7产品和IMERG产品精度和高度相关关系时指出，IMERG产品的POD指数在4 200m以上较低，且FAR在3 000m以下较小，而相关系数与海拔无明显的相关；Xu等[23]对青藏高原南部站点的研究指出，两种卫星产品的偏差与平均高度呈正相关，而相关系数与平均高度呈负相关。目前，这种相关性尚未得到一致的结论，还需要更多的研究证明。为了将海拔和遥感降水产品精度进行量化，我们对海拔和所选参数进行相关性分析，以得到不同参数和海拔趋势相关的程度大小（表3）。可以看出，不同卫星降水产品的探测能力随高度的变化各不相同，其中只有IMERG-E产品的相关系数、3B42RT产品的偏差与均方根误差及IMERG-F产品的均方根误差同高度有显著的相关关系（图7）。所选台站的海拔均分布在1 500～4 500m的范围内。其中IMERG-E产品的相关系数及IMERG-F产品的均方根误差与海拔表现为正相关（置信度在95%以上），即海拔越高，IMERG-E产品与实测资料的一致性越好，而IMERG-F产品与实测资料的偏差越大；3B42RT产品的偏差和均方根误差均表现为与海拔显著正相关（置信度在99%以上），说明在研究区域内，海拔越高，3B42RT产品对于降水的高估程度越大，产品的精度越差。
对于遥感日降水产品的探测能力与海拔的相关关系而言，五种产品的POD均与海拔变化没有明显的依赖关系。而FAR则表现出和海拔显著相关，除3B42RT产品外，其他四种产品的误报率均表现出与海拔显著的负相关。这说明海拔越低，产品出现的误报率越高，精度越差；对于CSI、TMPA产品的探测成功率与海拔几乎不存在相关，而IMERG三种产品的探测成功率与海拔呈显著的正相关，即海拔越高，产品的探测成功率越大。2.4 不同雨强条件下的卫星降水产品精度分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]Variations of precipitation characteristics during the period 1960–2014 in the Source Region of the Yellow River,China[J]. Mudassar IQBAL,WEN Jun,WANG Shaoping,TIAN Hui,Muhammad ADNAN. Journal of Arid Land. 2018(03)
[2]新一代GPM IMERG卫星遥感降水数据在中国南方地区的精度及水文效用评估[J]. 陈晓宏,钟睿达,王兆礼,赖成光,陈家超. 水利学报. 2017(10)
[3]TRMM 3B43降水数据在黄河源区的适用性评价[J]. 李琼,杨梅学,万国宁,王学佳. 冰川冻土. 2016(03)
[4]黄河源区气候变化的季节特征与区域差异研究[J]. 蓝永超,朱云通,刘根生,喇承芳,沈永平,石明星. 冰川冻土. 2016(03)
[5]TRMM多卫星降水数据在黑河流域的验证与应用[J]. 吴雪娇,杨梅学,吴洪波,吴玉伟,王学佳. 冰川冻土. 2013(02)
[6]高亚洲冰川的近期退缩及其对西北水资源的影响[J]. 姚檀栋,刘时银,蒲健辰,沈永平,鲁安新. 中国科学（D辑:地球科学）. 2004(06)
本文编号：3251551
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