基于改进地理加权回归克里金模型的城市降水数据融合方法研究

发布时间：2023-10-29 11:04

　　精确推求出降水空间分布是水文气象这一领域重要的科学研究任务,同时,也是水文分析预报、自然灾害防治等工作的重要基础。传统的地面雨量站网观测和地面降雨雷达观测由于其各自缺陷限制了其在水文气象领域中的应用,目前,将地面雨量站网实测数据、雷达测雨产品和卫星遥测降水信息进行融合成为水文领域的研究热点之一。本文主要研究城市地区降水数据的融合方法,由于城市地区空间面积小,而卫星遥测降雨产品空间分辨率又低,不适用于小面积城市地区的降水数据融合研究。因此,本文重点研究地面雨量站网实测数据和雷达测雨数据两种来源的降水数据融合,研究提高城市地区空间降水估测精度的融合方法,为城市水文气象研究提供更加精确的数据支撑。本研究以河南省郑州市为例,获取郑州市地面雨量站实测降水数据和雷达测雨数据,首先基于地理加权回归法(GWR)对两种不同来源的降水信息进行融合研究。其次,在GWR方法融合结果的基础上,利用克里金法对GWR的回归残差进行插值,并将插值结果和GWR融合结果叠加,即得到地理加权回归克里金(GWRK)方法融合的降水估计结果。然后,在以上两种方法的基础上,提出一种改进的克里金方法,基于这种改进的克里金法对GWR回...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 降水数据融合研究现状
        1.2.2 地理加权回归法研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
2 研究区概况及数据预处理
    2.1 研究区概况
    2.2 研究数据介绍
        2.2.1 地面实测降水数据
        2.2.2 雷达观测降水数据
    2.3 数据预处理
        2.3.1 地面实测降水数据的预处理
        2.3.2 雷达观测降水数据的预处理
    2.4 本章小结
3 基于地理加权回归克里金法的降水信息融合研究
    3.1 地理加权回归模型相关理论
        3.1.1 地理加权回归模型原理
        3.1.2 地理加权回归模型参数估计
        3.1.3 空间权函数与带宽选择
    3.2 空间自相关性和多重共线性分析
        3.2.1 空间自相关性分析
        3.2.2 多重共线性分析
    3.3 基于地理加权回归克里金法的降水信息融合结果
        3.3.1 融合模型构建方式
        3.3.2 GWR降水信息融合结果
        3.3.3 基于克里金法进行地理加权回归残差计算
        3.3.4 GWRK降水信息融合结果
    3.4 本章小结
4 基于改进地理加权回归克里金法的降水信息融合研究
    4.1 克里金插值原理
        4.1.1 普通克里金法
        4.1.2 变异函数
        4.1.3 变异函数模型
    4.2 改进的普通克里金插值原理
        4.2.1 基本思想
        4.2.2 变异函数模型的拟合
    4.3 基于改进的克里金法进行地理加权回归残差计算
        4.3.1 计算试验变异函数值
        4.3.2 试验变异函数模型的拟合
        4.3.3 地理加权回归残差插值计算
        4.3.4 GWROK降水信息融合结果
    4.4 本章小结
5 不同来源降水数据融合方法的精度验证分析
    5.1 融合降水精度的评价方法
        5.1.1 K折交叉验证
        5.1.2 留一验证
    5.2 降水数据融合结果交叉验证分析
        5.2.1 雷达测雨数据精度验证分析
        5.2.2 GWR模型融合结果精度验证分析
        5.2.3 GWRK模型融合结果精度验证分析
        5.2.4 GWROK模型融合结果精度验证分析
    5.3 降水数据融合方法的优选
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
7 参考文献
8 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果
9 致谢



本文编号：3857951