多源降雨观测与融合及其在长江流域的水文应用

发布时间：2020-06-26 21:34

【摘要】：长江流域是我国洪涝灾害十分频繁的区域,受东亚季风气候及复杂地形的影响,流域汛期降雨的时空变异性很强,加强降雨监测能力是提高水文预报精度的主要途径,对长江流域防洪减灾及水资源开发利用具有重要意义。本论文综合利用地面站网、天气雷达和卫星遥感等多源降雨观测信息,开展多源降雨观测在长江流域的水文应用及多源降雨数据融合方法研究。论文首先选择三峡区间作为典型山区,利用三峡工程建成后该区域的加密雨量站网数据,分析了逐时降雨的空间分布特征及其日内变化过程,揭示了复杂地形对降雨时空分布的显著影响。采用空间统计模型,分析得到暖季逐时降雨在空间上的相关尺度约30 km,由此判断,现有地面站网仍可能捕捉不到汛期发生的局地暴雨。为了弥补地面雨量站网的不足,利用我国新一代天气雷达观测资料,开发了山区雷达测雨的定量算法,该算法主要包括对雷达波束遮挡和地物杂波等山区雷达观测中主要误差来源的处理,以及降雨类型自动识别和多重Z-R关系等步骤。采用该算法生成了三峡区间2010年汛期1 km分辨率逐时降雨估计产品。精度评估结果显示,雷达估计的场次降雨量与地面观测值具有较好相关性,对逐时降雨量有略微低估的趋势,当探测距离超过150 km时,雷达对降雨的估测精度显著下降。进一步开发了基于雷达观测的暴雨雨团识别算法,并揭示了夏季暴雨雨团的典型尺度沿长轴和短轴方向分别为13~36 km和5~17 km。通过耦合分布式水文模拟系统,证明了雷达高分辨率观测信息在流域暴雨洪水模拟中的应用价值。论文进一步以全长江流域为研究对象,在年、月和日等时间尺度上对多种卫星降雨产品的精度进行全面评估。结果显示,经过地面校正的3B42 V7数据具有最好的精度,而未经校正的准实时卫星遥感降雨产品误差常随地形、季节、地表覆被类型等因素而变化。通过全流域分布式水文模拟,发现准实时降雨产品3B42RT和CMORPH在分别应用于长江中下游和长江上游的水文模拟中表现出较好的效果。在精度评估与误差分析基础之上,分别采用加法模型和乘法模型描述卫星遥感降雨数据对长江流域月降雨量和日降雨量的估测误差,利用克里金方法量化地面站网观测提供的真实降雨先验信息,进而提出了基于贝叶斯统计推断原理的卫星与地面观测降雨数据的融合算法。验证结果显示,该算法能够有效降低卫星遥感降雨估测误差,并能定量评估降雨融合结果的不确定性。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P412;P426.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈述彭;卫星遥感走近生活[J];遥感信息;2002年04期

2 元建胜;;浅谈我国卫星遥感的发展方向[J];海洋技术;2006年01期

3 朱武;卫星遥感与测绘[J];航天技术与民品;2000年11期

4 康春丽,刘德富;卫星遥感在监视地震中的可应用性[J];测绘科学;2001年03期

5 李亚春,孙涵,徐萌,高苹;卫星遥感图上大雾消散特点的分析研究[J];遥感技术与应用;2002年01期

6 冯学智;卫星遥感的最新发展与应用[J];现代测绘;2003年S1期

7 徐雪仁;宫鹏;杨斌;金勇;;卫星遥感计划精度的定量分析方法研究[J];遥感信息;2007年02期

8 阙牡云;王红雁;;谈卫星遥感火点判识中的几个问题[J];黑龙江气象;2010年02期

9 王清;;卫星遥感应用于地震学概述[J];中国航天;2013年09期

10 李成治;《胶州湾卫星遥感信息计算机自动识别的图象》简介[J];海洋科学;1983年02期

相关会议论文 前10条

1 胡德永;;卫星遥感及其发展[A];空间探测的今天和未来——中国空间科学学会空间探测专业委员会第七次学术会议论文集（上册）[C];1994年

2 徐萌;张旭晖;吴炳娟;李亚春;曾燕;;江苏气象事业“十五”期间卫星遥感发展[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年

3 余德清;;卫星遥感与数字湖南[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

4 邢伟坡;白亭颖;夏启兵;;卫星遥感在海事中的应用[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年

5 屈右铭;霍瑞利;罗伯良;汤宇;;湖南省卫星遥感应用业务平台的研制和应用[A];农业生态与卫星遥感应用技术学术交流会论文摘要集[C];2006年

6 陈圣波;;21世纪新一代卫星遥感的发展前景[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）[C];2001年

7 周长宝;杨劲松;张华国;楼锈琳;厉冬玲;;利用卫星遥感高新技术为浙江省海洋经济建设服务[A];建设浙江海洋经济发展示范区舟山群岛新区研讨会论文汇编[C];2011年

8 郑立中;陈秀万;;中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年

9 李宏顺;;卫星遥感信息传输及成像机理研究(Ⅰ):成像过程计算[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年

10 郑立中;陈秀万;李加洪;;中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展[A];中国卫星应用大会论文集[C];2001年

相关重要报纸文章 前10条

1 科学导报记者 郭峰峰;卫星遥感保驾山西农业生产[N];科学导报;2014年

2 记者 张红平;全国气象部门卫星遥感工作会议在西安召开[N];中国气象报;2006年

3 本报记者 许泳;卫星遥感离你不远[N];计算机世界;2009年

4 李登科 王钊;卫星遥感 监测雾霾行踪的“天眼”[N];陕西日报;2013年

5 记者 张小伟;农业资源统计用上卫星遥感[N];首都建设报;2014年

6 王斌邋初佳兰;浮筏养殖用海卫星遥感调查取得新进展[N];中国海洋报;2007年

7 杨健;卫星遥感可全覆盖领土领海[N];人民日报;2007年

8 本报记者 孙彦　通讯员 薛晓萍;天上洞察大地的“眼睛”[N];中国气象报;2009年

9 记者 张静;广西气象卫星遥感基地建设成果丰硕[N];中国气象报;2012年

10 记者 代随刚;青海卫星遥感攀新高[N];中国气象报;2001年

相关博士学位论文 前3条

1 李哲;多源降雨观测与融合及其在长江流域的水文应用[D];清华大学;2015年

2 王云飞;东海赤潮监测卫星遥感方法研究[D];中国海洋大学;2009年

3 陈梅花;卫星遥感的热信息与地震活动的关系研究[D];中国地震局地质研究所;2005年

相关硕士学位论文 前7条

1 郭景放;卫星遥感商业化与国际合作法律问题浅析[D];中国政法大学;2010年

2 邹春辉;卫星遥感火点自动监测系统设计与实现[D];解放军信息工程大学;2008年

3 兰国新;多源卫星遥感溢油信息提取方法研究[D];大连海事大学;2009年

4 马小峰;海岸线卫星遥感提取方法研究[D];大连海事大学;2007年

5 杨鑫;应用卫星遥感LST调查农业气候热量分布的方法研究[D];南京农业大学;2003年

6 林昊;卫星遥感温室气体数据网络共享及分析研究[D];华东师范大学;2013年

7 钱金波;祁连山狼毒盖度地面测量与卫星遥感估算[D];兰州大学;2009年

本文编号：2730923