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基于机器学习模型的塔里木河流域卫星降水融合校正
1
作者 王晓燕 刘刚 +3 位作者 刘依嘉 王杰斌 吴仁达 谷黄河 《水土保持学报》 北大核心 2025年第6期419-430,共12页
[目的]为识别多源数据融合方法在区域高精度降水数据构建中的适用性。[方法]以塔里木河流域为研究区,对比了4种机器学习方法(随机森林、支持向量机、XGBoost及回归树)对区域多源融合降水模拟的效果差异,探讨不同卫星降水融合源(GPM IMER... [目的]为识别多源数据融合方法在区域高精度降水数据构建中的适用性。[方法]以塔里木河流域为研究区,对比了4种机器学习方法(随机森林、支持向量机、XGBoost及回归树)对区域多源融合降水模拟的效果差异,探讨不同卫星降水融合源(GPM IMERG-v06(简称GPMv06)和GPM IMERG-v07(简称GPMv07))及考虑NDVI对降水响应的滞后性对融合模型精度的影响。[结果] GPMv06和GPMv07均呈高估低海拔降水、低估高海拔降水的特征。与GPMv06相比,GPMv07夏冬季节的降水精度均有提升,尤其冬季降水的纳什效率系数提高0.58。4种融合模型中XGBoost方法的月降水精度最高。与GPMv07相比,XGBoost方法得到的融合月降水均方根误差减小2.01 mm,纳什系数不低于0.6的站点占比及纳什系数平均值分别提升33%和0.23。卫星降水输入误差对降水融合模型XGBoost的精度影响较小。在春夏季节的部分月份考虑NDVI对降水的滞后性有利于提升XGBoost融合模型的精度,而考虑NDVI对降水的滞后性对秋冬季节多数月份融合降水精度的影响较小。[结论] XGBoost方法在塔里木河流域GPMv07卫星降水校正中有较大优势,校正后的卫星降水精度有较大提升。研究结果可为区域水资源管理及水土流失预防研究提供数据参考。 展开更多
关键词 卫星降水 融合校正 机器学习 塔里木河流域 GPM imerge
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最新版GSMaP与IMERG日降水产品在中国大陆的可利用性评估 被引量：1
2
作者 王银堂 高锐 +4 位作者 李伶杰 孙骞 王磊之 苏鑫 刘勇 《水文》 北大核心 2025年第2期63-72,共10页
基于中国大陆2 411个气象站日降水观测数据,从有雨无雨辨识、降水定量表征以及极端事件监测3个方面,对GPM时代最新GSMaP V8(GSMaP-NRT,GSMaP-Gauge-NRT)与IMERG V06(IMERGEarly,IMERG-Late)近实时日降水产品在中国大陆及八大地理气候分... 基于中国大陆2 411个气象站日降水观测数据,从有雨无雨辨识、降水定量表征以及极端事件监测3个方面,对GPM时代最新GSMaP V8(GSMaP-NRT,GSMaP-Gauge-NRT)与IMERG V06(IMERGEarly,IMERG-Late)近实时日降水产品在中国大陆及八大地理气候分区的可利用性进行系统评估。结果表明:(1)GSMaP-Gauge-NRT与IMERG-Late较同族产品在多数分区提升了分类和定量精度。(2)在有雨无雨辨识方面,GSMaP-Gauge-NRT在所有分区的临界成功指数均高于IMERG-Late,在华北(GSMaPGauge-NRT:0.491,IMERG-Late:0.416)和长江平原地区(GSMaP-Gauge-NRT:0.598,IMERG-Late;0.527)优势突出;在降水定量表征方面,除西南、华北和东南地区外,GSMaP-Gauge-NRT的改进KlingGupta效率系数均高于IMERG-Late,特别在青藏高原(GSMaP-Gauge-NRT:0.299,IMERG-Late:0.081)优势明显。(3)卫星降水产品倾向于低估持续干燥指数而高估持续湿润指数;GSMaP-Gauge-NRT与IMERG-Late监测的长江流域2022年夏季和新疆地区2023年夏季持续干燥指数的高值范围明显偏小;GSMaP-Gauge-NRT较好捕捉了珠江流域2022年和澜沧江流域2023年持续湿润指数的空间格局,但IMERG-Late监测的高值范围明显偏大。总体上,GSMaP V8已展现比IMERG V06更强的分类辨识和定量估计精度,但在极端事件监测方面仍存在不足。这些认识可为GPM时代合理选用卫星降水产品提供参考。 展开更多
关键词 GSMaP V8 IMERG V06 日降水 精度评估 中国大陆
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多种卫星降水产品在金沙江流域的适用性评估
3
作者 徐涛 顾晶晶 +3 位作者 梁犁丽 关昊哲 曹引 龚家国 《人民长江》 北大核心 2025年第4期112-120,共9页
高时空分辨率的精确降水对区域水文模拟和水资源管理等至关重要。为探究高时空分辨率卫星降水产品在金沙江流域的适用性,以中国气象局提供的雨量计观测数据为参考,采用统计指标和分类指标,全面分析了3种卫星降水产品(CHIRPS、IMERG和GSM... 高时空分辨率的精确降水对区域水文模拟和水资源管理等至关重要。为探究高时空分辨率卫星降水产品在金沙江流域的适用性,以中国气象局提供的雨量计观测数据为参考,采用统计指标和分类指标,全面分析了3种卫星降水产品(CHIRPS、IMERG和GSMaP)的降水空间分布特征、误差的空间分布、在不同气候年以及不同海拔区域的表现。研究结果表明:①在金沙江流域,3种卫星降水产品的降水空间分布特征一致,降水量均呈现出由流域西北向东南增加的趋势;②GSMaP表现出更高相关性(CC=0.66)、更低的均方根误差(RMSE=6.38 mm),以及更强的降水事件探测能力(命中率POD=0.72、误报率FAR=0.29),而对于所有的卫星降水产品,在丰水年的精度均高于枯水年;③在不同的海拔区域内,GSMaP表现总是优于其他降水产品,而随着海拔增加,3种卫星降水产品的精度也更高。总体来说,3种卫星降水产品中,GSMaP精度最高,可为金沙江流域的防灾减灾和水文模拟等研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 卫星降水 适用性评估 CHIRPS IMERG GSMaP 金沙江流域
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两个IMERG系列产品的干旱监测效用评估
4
作者 杨绍锷 黄启厅 +1 位作者 谢国雪 陈燕丽 《遥感信息》 北大核心 2025年第6期34-41,共8页
针对IMERG Final产品精度高和Early产品更新快的特点,提出融合二者优势进行实时干旱监测的方法。选用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,通过Final产品气候均值取代Early产品气候均值进行实时SPI计算(SPI_EF),从而将Final产品应用到实时... 针对IMERG Final产品精度高和Early产品更新快的特点,提出融合二者优势进行实时干旱监测的方法。选用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,通过Final产品气候均值取代Early产品气候均值进行实时SPI计算(SPI_EF),从而将Final产品应用到实时干旱监测。以广西2001—2020年91个站点数据为基准,按年均降水量划为少雨(≤1300 mm)、中雨(>1300~1700 mm)和多雨(>1700 mm)3个区域进行分析,利用命中率、误报率和公平预兆评分评估干旱监测性能。结果表明,相比于Early产品独立计算的SPI_E和Fina产品独立计算的SPI_F,SPI_EF有效提升了干旱监测命中率,但同时伴随着误报率增加,影响其应用的可靠性。尽管如此,鉴于SPI_EF对干旱的敏感性,该方法仍可为干旱易发区域的早期迹象检测提供信息参考。 展开更多
关键词 降水 IMERG SPI 干旱监测 广西
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多样性地形条件下IMERG精度综合评估
5
作者 陈爱军 陶子淳 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6608-6618,共11页
以地面加密雨量计数据为基准,全面分析和评估全球降水测量(global precipitation measurement, GPM)卫星反演产品IMERG-F(integrated multi-satellite retrievals for GPM-final run)对中国西南地区复杂山地条件下的日及亚日尺度降水,... 以地面加密雨量计数据为基准,全面分析和评估全球降水测量(global precipitation measurement, GPM)卫星反演产品IMERG-F(integrated multi-satellite retrievals for GPM-final run)对中国西南地区复杂山地条件下的日及亚日尺度降水,以及多种雨强降水的监测能力。结果表明:在日及亚日尺度内,IMERG对于短时间内累计降水的临界成功率(critical success index, CSI)主要分布在0.2~0.6,相关系数则在0.25~0.5范围内波动,其中以日尺度降水探测精度最高,夏季月份表现优于冬季。对于不同强度降雨事件,IMERG在小雨量的探测上具有较高的命中率(probability of detection, POD),而虚警率(false alarm rate, FAR)相对较低。然而,在中到大雨量级时存在低估现象。海拔落差对IMERG产品的稳定性影响显著,但与海拔高度本身没有直接线性关系。相对于地形起伏较大的地区,IMERG-F在地形起伏较小地区探测弱降雨事件中的可靠性更高。IMERG产品用于中国西南地区时应考虑其季节性和地形特征的限制。 展开更多
关键词 IMERG 降水 精度评估 中国西南山地
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SHW-Stacking:精准捕捉降水空间异质性的加权堆叠遥感日降水产品质量提升方法
6
作者 杨淑凡 李艳艳 +5 位作者 王兴杰 杨子明 徐联中 洪壮壮 潘宏铭 陈传法 《地球信息科学学报》 北大核心 2025年第5期1179-1194,共16页
[目的]精准可靠的逐日卫星降水产品(Satellite Precipitation Product,SPP)是气象和水文研究中不可或缺的基础数据源。然而,现有逐日SPP存在局部降水细节捕捉不足、部分地区误差较大等问题,导致降水空间刻画不清、预测精度不高。[方法]... [目的]精准可靠的逐日卫星降水产品(Satellite Precipitation Product,SPP)是气象和水文研究中不可或缺的基础数据源。然而,现有逐日SPP存在局部降水细节捕捉不足、部分地区误差较大等问题,导致降水空间刻画不清、预测精度不高。[方法]基于此,本研究提出一种精准捕捉降水空间异质性的加权堆叠遥感日降水产品质量提升方法(Spatial Heterogeneity Weight Stacking,SHW-Stacking)。该方法首先耦合特征重要性与非线性相关性进行自适应特征优选,然后利用高斯混合聚类获得描述日降水空间异质性的同质子区,最后构建加权堆叠机器学习模型融合SPP与站点数据以获得高质量降水产品。[结果]选取中国区域2016—2020年逐日IMERG降水数据为研究对象,将SHW-Stacking与基于传统分区的类别型梯度提升(TC-Catboost)、5种经典机器学习方法(Catboost、lightGBM、XGBoost、RF、ELM)和原始SPP进行比较。结果表明,SHW-Stacking能够准确再现实测降水空间分布,其多时间尺度性能均表现最优,在日、季和年尺度上MAE分别至少降低4.6%、3.1%和2.7%,KGE分别至少提高3.4%、1.9%和2.0%,且在降水强度大于1 mm/day时对降水事件的捕捉能力明显优于其他对比方法。此外,聚类分区因素贡献度仅次于IMERG,其作为首要和次要影响因子的天数占比达39.6%和33.9%,凸显空间异质性对降水融合的关键作用。[结论]SHW-Stacking能够有效捕捉局部降水细节,精确刻画降水空间分布,为精细化降水数据生产提供了一种切实可行的思路和方法。 展开更多
关键词 逐日遥感降水 IMERG 点面融合 空间异质性 自适应 加权堆叠 机器学习 质量提升
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降水融合数据特征驱动下基于GAN的遥感降水产品空间超分辨率重建
7
作者 张唯 吉宸佳 +4 位作者 李文凯 孙晓娜 梁天欣 韩松洁 卫鸿飞 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2025年第10期2035-2047,2085,共14页
高分辨率降水资料是研究区域尺度水和能量循环的重要基础数据之一,但现有降水产品的空间分辨率尚无法满足区域精细化研究的需要。充分利用中国智能网格实况分析产品中的降水融合数据(China’s Meteorological Administration(CMA)multi-... 高分辨率降水资料是研究区域尺度水和能量循环的重要基础数据之一,但现有降水产品的空间分辨率尚无法满足区域精细化研究的需要。充分利用中国智能网格实况分析产品中的降水融合数据(China’s Meteorological Administration(CMA)multi-source precipitation analysis,CMPA)的高空间分辨率(5 km)特征,构建基于生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)的两倍超分辨率重建模型,分别应用于全球降水观测计划多卫星集成反演产品(integrated multi-satellite retrievals for GPM,IMERG)日降水数据和第五代欧洲中期数值预报中心大气再分析数据集(The fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis,ERA5)日降水数据的空间降尺度,得到高分辨率的IMERG日降水产品(0.05°)和ERA5日降水产品(0.125°),并使用实测气象站点数据对降尺度后的两种数据进行精度评价。结果表明:(1)基于CMPA的超分辨率重建模型能够用于其他降水产品的空间降尺度。重建后的IMERG和ERA5产品的各项精度指标均有不同程度的提升。(2)所构建的模型能够有效保留CMPA数据的基本数据特征。重建后的IMERG产品和ERA5产品在相似性、命中率和偏差方面都更贴合CMPA数据,整体准确性更高。(3)模型重建效果受原始数据的空间分辨率、精度以及与CMPA数据的相关性等因素的影响。原始空间分辨率和精度越高,与训练数据集的相关性越好,降尺度效果也更佳。因而,IMERG产品的应用效果明显优于EAR5产品。(4)所构建的GAN模型在IMERG日降水数据上的适用性优于多重分形模型和随机森林模型,细节重建效果更好。相较于原始的IMERG数据,GAN重建后的日降水在年、季、月3个时间维度上的精度统计结果大多有所改善,模型稳定性较强。 展开更多
关键词 GAN 超分辨率重建 CMPA IMERG ERA5 降水空间降尺度
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GPM系列降水产品对北京“23·7”暴雨事件的监测能力评估 被引量：2
8
作者 郭彬斌 郎廷中 《人民珠江》 2025年第5期41-50,共10页
为评估全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement,GPM)下GSMaP和IMERG遥感降水产品中在暴雨事件中的监测能力,以北京“23·7”暴雨事件为例,基于研究区3 h级地面站点观测数据,对近实时(GSMaP_NRT、IMERG_ER、IMERG_LR)和... 为评估全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement,GPM)下GSMaP和IMERG遥感降水产品中在暴雨事件中的监测能力,以北京“23·7”暴雨事件为例,基于研究区3 h级地面站点观测数据,对近实时(GSMaP_NRT、IMERG_ER、IMERG_LR)和后处理(GSMaP_MVK、GSMaP_Gauge、IMERG_FR)遥感降水产品进行了综合评估。在不同时空尺度使用降水统计指标(CC、RMSE、P-BIAS、KGE)和降水侦测指标(POD、FAR、CSI、HSS)对降水产品的暴雨事件监测能力进行系统性评价,同时基于研究区面尺度对降水产品的时序变化进行分析。结果表明:IMERG_FR在综合降水监测能力最优(P-BIAS=-0.41,KGE=0.54)。GSMaP_NRT和GSMaP_MVK描述降水分布能力较好,IMERG系列产品在指标方面表现较优且分布集中(0.48<KGE<0.54,0.59<HSS<0.66)。近实时产品普遍存在对极端降水的高估,后处理校在修正偏差的同时引入了额外的不稳定性。且两类产品均受到地形因素的影响,在海拔过渡带区域表现较差(KGE<0.5)。此外,这两类产品在极端降水阶段均存在时间上的提前或滞后现象。 展开更多
关键词 遥感降水产品 GSMaP IMERG “23·7”极端降水 多尺度评价
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黄河流域IMERG和GSMaP卫星降水产品适用性评估
9
作者 刘晓航 孟静 +1 位作者 郑学 谷绪壮 《北京测绘》 2025年第6期861-866,共6页
卫星降水产品作为获取降水信息的重要工具,在气候和水文等领域得到了广泛应用。然而,对其在黄河流域模拟降水的准确性进行评估的研究仍显得不足。本研究选择6种评价指标评估了全球降水测量计划(GPM)多卫星集成降水产品(IMERG)和全球卫... 卫星降水产品作为获取降水信息的重要工具,在气候和水文等领域得到了广泛应用。然而,对其在黄河流域模拟降水的准确性进行评估的研究仍显得不足。本研究选择6种评价指标评估了全球降水测量计划(GPM)多卫星集成降水产品(IMERG)和全球卫星降水制图(GSMaP)卫星降水产品在黄河流域日和月尺度上的精度。结果表明:IMERG和GSMaP产品在黄河流域均表现出一定程度的高估。各卫星降水产品在月尺度上的表现要优于日尺度,IMERG_Final和GSMaP_Gauge产品表现较好。 展开更多
关键词 多卫星集成降水产品(IMERG) 全球卫星降水制图(GSMaP) 适用性 黄河流域 产品评估
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GPM IMERG卫星降水产品在江苏省的适用性评价
10
作者 丁彦文 胡宜娜 +3 位作者 李婧 沈永捷 王培 朱月 《水电能源科学》 北大核心 2025年第9期11-14,共4页
为评估最新一代GPM IMERG卫星降水产品在江苏省的适用性,选用73个地面站点实测降水数据为参考,利用统计学指标及极端降水指数,从日、月、季节等角度,对GPM IMERG降水产品整体及分区域进行精度评价,并评估其极端降水监测能力。结果表明,... 为评估最新一代GPM IMERG卫星降水产品在江苏省的适用性,选用73个地面站点实测降水数据为参考,利用统计学指标及极端降水指数,从日、月、季节等角度,对GPM IMERG降水产品整体及分区域进行精度评价,并评估其极端降水监测能力。结果表明,GPM卫星降水产品在江苏地区有较好的观测效果,在日、月尺度下,其整体及分区域与地面站点实测数据均具有较高的相关性(C_(CC)≥0.77),且随着时间尺度的增加,相关性更为显著,同时GPM卫星对实测降水量存在高估现象,月尺度下的R_(RMSE)相对更高。不同季节下GPM卫星观测精度存在一定差异,冬季观测效果最佳,具有高度相关性和最低的观测误差(C_(CC)=0.92,R_(RMSE)=26.37mm,R_(RB)=23.4%)。GPM卫星具有较好的极端降水监测能力,能够观测和描述江苏地区极端降水的发生及降水强度,特别是在苏南地区有更好的观测效果。 展开更多
关键词 GPM IMERG 降水强度 极端降水 江苏
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基于多源降水融合数据的江苏省降雨侵蚀力时空特征
11
作者 鞠艳 杨星 +2 位作者 齐斐 夏骑兵 张雯叶 《水土保持通报》 北大核心 2025年第2期241-250,共10页
[目的]研究江苏省不同的时间和空间尺度的降雨侵蚀力及其侵蚀密度特征,为区域降雨侵蚀力预测和土壤侵蚀控制的重要参考。[方法]基于江苏省96个气象观测站点的降雨数据和GPM IMERG,ERA5降水产品,研发了一种基于站点—卫星降水融合的降雨... [目的]研究江苏省不同的时间和空间尺度的降雨侵蚀力及其侵蚀密度特征,为区域降雨侵蚀力预测和土壤侵蚀控制的重要参考。[方法]基于江苏省96个气象观测站点的降雨数据和GPM IMERG,ERA5降水产品,研发了一种基于站点—卫星降水融合的降雨侵蚀力计算方法,重建了江苏省2001—2023年降雨侵蚀力,并进一步研究其侵蚀密度及易发区划分。[结果]①该方法具有一定的可靠性,融合降雨侵蚀力相较于卫星降雨侵蚀力和站点降雨侵蚀力,具有较高的相关系数、较小的偏差和均方根误差,能有效捕捉降雨侵蚀力的高值,减少不确定性和误差。②2001—2023年江苏省多年平均降雨侵蚀力为4709.39 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),空间分布为北低南高,季节差异明显,夏季多冬季少。③2001—2023年江苏省年降雨侵蚀力呈增加趋势,气候倾向率季节存在差异,春季、夏季和秋季研究区南部呈显著的增加趋势,北部呈不显著的下降趋势,冬季反之。④江苏省年侵蚀密度为4.96 MJ/(hm^(2)·h),空间分布呈北高南低,降雨侵蚀最易发区为徐州市东部、连云港市北部和镇江市西部、南京市北部零星地区,不易受侵蚀的区域为扬州市和泰州市地区。[结论]基于站点—卫星降水融合方法估算区域降雨侵蚀力较为可靠,减少不确定性和误差,提高了卫星遥感反演降水在土壤水蚀领域的应用精度。 展开更多
关键词 降雨侵蚀力 IMERG ERA5 降水融合数据 侵蚀密度
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应用空间BP神经网络的山东省GPM降水数据降尺度研究
12
作者 马丽君 《陕西水利》 2025年第3期58-60,共3页
遥感监测地面降水是研究区域水循环及相关领域的关键环节。为提升分辨率粗糙的GPM IMERG卫星降水产品的空间分辨率难,以山东省为研究区,提出一种基于空间BP神经网络的降尺度新方法,以多源MODIS数据(如NDVI、LST、地形等)为自变量,将IMER... 遥感监测地面降水是研究区域水循环及相关领域的关键环节。为提升分辨率粗糙的GPM IMERG卫星降水产品的空间分辨率难,以山东省为研究区,提出一种基于空间BP神经网络的降尺度新方法,以多源MODIS数据(如NDVI、LST、地形等)为自变量,将IMERG产品的分辨率提高到1 km。结果表明,(1)空间BP网络能有效挖掘IMERG产品内在的空间细节信息,降尺度后产品的分辨率显著提高,较好反映出山东省降水的空间异质性,如南部沿海丘陵地带降水量偏多以及降水量随地表变化细节等;(2)降尺度后的IMEGR产品与地面站点观测的拟合度R^(2)提高到0.78、MAE和RMSE依次降低至52.6 mm、66.7 mm。该研究不仅提出了一种制取高分辨率卫星降水面源数据的技术路线,而且生成产品的时空细节信息对提高区域水文模型的模拟精度具有重要作用,可为相关领域提供数据支撑。 展开更多
关键词 GPM卫星 IMERG 空间BP网络 降尺度 山东省
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GPM近实时反演数据对河南省2021年“7·20”极端暴雨的比较分析 被引量：15
13
作者 胡庆芳 张野 +4 位作者 李伶杰 王银堂 杨汉波 牛凯杰 李哲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期567-580,共14页
近实时卫星降水反演数据具有覆盖范围广、空间连续性和时效性较强以及开放获取等优势,是重要的全球性降水资料。针对2021年河南省“7·20”极端暴雨,基于116个地面气象站观测资料及其空间插值数据,综合解析了4种GPM近实时卫星降水数... 近实时卫星降水反演数据具有覆盖范围广、空间连续性和时效性较强以及开放获取等优势,是重要的全球性降水资料。针对2021年河南省“7·20”极端暴雨,基于116个地面气象站观测资料及其空间插值数据,综合解析了4种GPM近实时卫星降水数据(IMERG early、IMERG late、GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW)对极端强降水事件的表征能力。结果发现:①IMERG early、IMERG late对站网累积雨量的低估程度在20%左右,GSMaP NOW和GSMaP Gauge NOW的高估程度分别达到了约35%和70%,但2种GSMaP数据更易探测到500 mm以上的累积雨量。②在雨量过程方面,4种GPM数据对小时降水事件均具有较强的分类辨识能力,但未捕捉到主要雨峰过程,定量误差较突出,与地面降水量之间表现出显著的负相关关系。GPM降水数据对小时雨量低于10 mm的降水事件以高估为主;对于小时雨量超过30mm的降水事件以低估为主,甚至存在普遍低估。③在空间格局方面,4种GPM数据的精度指标均具有较强的时间波动性,IMERG数据的空间相关系数和体积临界成功指数等指标总体上优于GSMaP数据,但后者对较高量级的降水事件更敏感。④2种IMERG数据中,IMERG late相对IMERG early的精度具有较明显改善;2种GSMaP数据中,GSMaP Gauge NOW相对GSMaP NOW提高了对较高量级雨量的探测能力,但也明显增大了较低量级雨量的定量估计误差。本文研究深化了对GPM近实时卫星降水数据性能的认识,为完善GPM降水反演算法、提升其对极端降水的监测能力提供了重要反馈信息。 展开更多
关键词 卫星近实时降水 极端降水 GPM IMERG GSMaP “7·20”暴雨 河南省
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基于全球卫星降水数据的暴雨时空分析方法研究 被引量：6
14
作者 孙怀卫 张伊然 +3 位作者 廖卫红 桂东伟 薛杰 严冬 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第8期77-85,90,共10页
由于我国降雨时空分布极不均衡、空间分布范围较广和暴雨相对集中等特点,因此,如何快速准确地对大范围区域内的暴雨特性进行分析具有关键作用。结合最新在线运行的全球卫星降水数据(GPM IMERG),综合利用EOF方法、快速时段累积雨量提取... 由于我国降雨时空分布极不均衡、空间分布范围较广和暴雨相对集中等特点,因此,如何快速准确地对大范围区域内的暴雨特性进行分析具有关键作用。结合最新在线运行的全球卫星降水数据(GPM IMERG),综合利用EOF方法、快速时段累积雨量提取和空间数据插值等方法,提出了一种基于卫星数据的暴雨分析方法;在湖北省范围内对数据进行适用性评价后,进一步开展了方法应用研究,其结果表明:(1)基于全球卫星降水数据(GPM IMERG)在湖北省范围内适用性良好,相关系数在日尺度上达到了0.759;(2)EOF(经验正交函数分解)分析方法所识别的关键模态对暴雨中心分布具有指示作用;(3)基于全球卫星降水数据(GPM IMERG)在快速时段累积雨量提取和空间数据插值法所得出的暴雨中心与EOF的某一个关键模态在暴雨空间上分布一致。本文提出的方法可为地面雨量站缺乏地区的暴雨分析提供理论基础和科技支撑。 展开更多
关键词 湖北省 降水 时空分析 GPM IMERG EOF
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淮河上游区域GPM IMERG卫星降水数据应用评价 被引量：4
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作者 王文种 黄对 +2 位作者 刘宏伟 马涛 王欢 《水电能源科学》 北大核心 2020年第8期1-4,共4页
为系统评估GPM IMERG V05B卫星降水产品在淮河息县以上流域的应用,以流域内9个地面站实测雨量数据作为参考,应用统计指标、分类指标及极端降水指标,对2015~2017年GPM IMERG产品分别评价分析了日、月、年尺度上统计指标与分类指标,评估... 为系统评估GPM IMERG V05B卫星降水产品在淮河息县以上流域的应用,以流域内9个地面站实测雨量数据作为参考,应用统计指标、分类指标及极端降水指标,对2015~2017年GPM IMERG产品分别评价分析了日、月、年尺度上统计指标与分类指标,评估了不同雨强、极端降水探测性能。结果表明,GPM IMERG卫星降水产品与地面监测数据在日、月尺度的降水监测值表现出较好的相关性,总体呈高估现象,日尺度探测率高于0.8,但错报率、汉森和凯普斯得分不理想,月尺度上在8、9月份存在低估,年雨量误差10.0%~23.8%;GPM IMERG对小雨综合探测性能强,但错报率较高,对中雨探测精度较高;极端降水事件探测能力表现不稳定。 展开更多
关键词 GPM IMERG 卫星降水 统计指标 分类指标 极端降水指标 淮河
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基于GPM卫星的广东汛期降水日变化特征与评估 被引量：12
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作者 张华龙 肖柳斯 +1 位作者 陈生 吴乃庚 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期335-346,共12页
新一代全球降水观测计划GPM作为TRMM卫星的继承者,在物理探测和降水反演算法上具有明显进步。以广东省雨量自动站为基准,对2014—2018年间GPM的格点降水估测产品IMERG(V5B)的日变化特征和估测误差进行分析。结果表明,IMERG能清晰反映广... 新一代全球降水观测计划GPM作为TRMM卫星的继承者,在物理探测和降水反演算法上具有明显进步。以广东省雨量自动站为基准,对2014—2018年间GPM的格点降水估测产品IMERG(V5B)的日变化特征和估测误差进行分析。结果表明,IMERG能清晰反映广东前、后汛期的降水双峰型特征,但对下午降水峰值明显高估,峰值出现时间滞后;而对于沿海早晨峰值降水则明显低估,对于降水极值,低估更加显著。IMERG对两个峰值的估测误差受不同因素影响,下午峰值降水的相对偏差与地形密切相关,珠江三角洲平原为稳定高估区,地形高度越高,低估幅度越大;而早晨峰值降水极值负偏差与地形高度、降水量的相关性均较小。对出现显著负偏差的早晨沿海降水样本日进行925 hPa风场合成,可知IMERG明显低估时,对应区域上游较强的超低空西南气流与风速夜间增长。IMERG对这一季风活动背景降水的低估构成了其估测早晨降水误差的主要来源。 展开更多
关键词 GPM IMERG 降水日变化 季风降水 地形误差
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基于REOF的两种卫星降水产品(IMERG和MSWEP)在金沙江流域降水分区尺度精度评估 被引量：3
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作者 薄会娟 林青霞 +2 位作者 李璐 魏冲 龚成麒 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期620-633,共14页
高时空分辨率降水产品的精度评估是卫星降水用于水文气象干旱等研究的前提。本研究提出在降水分区尺度下评估IMERG和MSWEP两种卫星降水产品的精度,并与不分区尺度(即流域尺度)进行比较。首先采用旋转经验正交函数(REOF)对金沙江流域(JSB... 高时空分辨率降水产品的精度评估是卫星降水用于水文气象干旱等研究的前提。本研究提出在降水分区尺度下评估IMERG和MSWEP两种卫星降水产品的精度,并与不分区尺度(即流域尺度)进行比较。首先采用旋转经验正交函数(REOF)对金沙江流域(JSB)进行降水分区,通过贡献率得出8个分区较为适合。然后识别降水的空间分布特征,发现2种降水产品都可以很好地捕捉降水呈现出的从上游到下游逐渐增加的趋势。最后在日尺度、降水发生概率和极端降水探测能力3个方面对降水产品在分区尺度和不分区尺度的性能进行评估。结果表明,在日尺度上,MSWEP的精度在多数降水分区优于IMERG,被推荐5次(1、3、6、7和8区),集中在流域的中游。同时流域尺度也推荐MSWEP。在降水事件发生概率方面,MSWEP能再现不同等级降水强度的概率密度分布,但过高估计0.1~1 mm/d降水事件的发生概率;而IMERG过高估计小于0.1 mm/d降水事件的概率。在极端降水探测能力方面,流域尺度的KGE值都是正值,且IMERG优于MSWEP,但分区尺度上,KGE值在部分降水分区中存在负值,表明IMERG和MSWEP均不能很好地探测出该区的极端降水事件。本研究成果表明降水分区尺度是必需的,能够更加精细地评估降水产品。研究结果可为具有类似气候条件的卫星降水评估提供参考。 展开更多
关键词 降水分区 旋转经验正交函数 IMERG MSWEP 精度评估
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GPM IMERG卫星降水数据在广西地区适用性分析 被引量：8
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作者 孙桂凯 魏义熊 +2 位作者 王国帅 石锐 莫崇勋 《人民长江》 北大核心 2022年第7期98-106,共9页
为对比评估最新IMERG V6版本的3种卫星降水数据(Early、Late和Final)在广西地区的适用性,利用广西18个地面站点降水数据,选用7个评价指数从降水量误差、季节平均降水量、降水事件探测能力等多方面进行综合评估。结果表明:(1) 3种卫星降... 为对比评估最新IMERG V6版本的3种卫星降水数据(Early、Late和Final)在广西地区的适用性,利用广西18个地面站点降水数据,选用7个评价指数从降水量误差、季节平均降水量、降水事件探测能力等多方面进行综合评估。结果表明:(1) 3种卫星降水数据与站点降水数据相关性随时间尺度增加均呈递增趋势,在月尺度上表现出较好的探测能力,但三者均存在均方根误差RMSE的时间累积效应。(2) 3种卫星降水数据对广西各季节平均降水量有一定的表征能力,但不同季节差异明显,在冬季的精度表现相对较差。(3) 3种卫星降水数据在地形和气象因素复杂地区的误差较大,降水探测能力存在一定的不足。(4) 3种卫星降水数据均能探测不同强度的降水,在雨季对降水事件识别能力较好,但降水强度加大使卫星探测降水事件准确率下降。总体上,校正延时IMERG-F精度略优于未校正近实时的IMERG-E和IMERG-L,在广西地区具有一定的适用性,但校正过程也存在加重降水量高估程度的现象。 展开更多
关键词 卫星降水产品 GPM IMERG 精度评估 误差特性 评价指数 适用性分析 广西地区
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精细化评估GPM/IMERG产品对台风“妮坦”降水的观测精度 被引量：6
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作者 陈爱军 吴雪菲 楚志刚 《气象科学》 北大核心 2021年第5期678-686,共9页
采用地面加密雨量计观测资料,以1 h、3 h、6 h、12 h和24 h等多个时间尺度分别评估了全球降水观测GPM(Global Precipitation Measurement)计划降水产品IMERG(Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM)对台风“妮妲”降水中小雨... 采用地面加密雨量计观测资料,以1 h、3 h、6 h、12 h和24 h等多个时间尺度分别评估了全球降水观测GPM(Global Precipitation Measurement)计划降水产品IMERG(Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM)对台风“妮妲”降水中小雨、中雨、大雨和暴雨等不同量级降水的估计能力,主要结论如下:(1)降水累积时长会影响IMERG降水产品的估计精度。随着降水累计时长的增加,IMERG与地面雨量计观测结果的一致性加大,相对偏差和偏差的随机性均减小;(2)降水累计时长1 h时,IMERG对不同量级降水的观测精度均存在较大偏差;(3)IMERG降水产品会高估小雨时地面雨量计的降水量,且低估小雨事件发生的概率,对于小雨等级降水的观测能力还有待提高;(4)IMERG能较好地观测到暴雨降水的空间分布区域,但对暴雨的估计量级会明显偏低。 展开更多
关键词 IMERG 降水 台风 评估
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IMERG和GSMaP卫星降水产品在三江源区的适用性评估 被引量：6
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作者 权晨 周秉荣 +3 位作者 沈晓燕 申燕玲 朱生翠 赵彤 《高原山地气象研究》 2022年第1期102-108,共7页
利用98个三江源区国家级气象站和区域气象站降水观测资料,对IMERG和GSMaP两种卫星降水产品进行了对比验证分析,并就长江流域、黄河流域和澜沧江流域分别进行了适用性评估。结果表明:IMERG卫星降水产品与地面观测日降水数据的相关系数中... 利用98个三江源区国家级气象站和区域气象站降水观测资料,对IMERG和GSMaP两种卫星降水产品进行了对比验证分析,并就长江流域、黄河流域和澜沧江流域分别进行了适用性评估。结果表明:IMERG卫星降水产品与地面观测日降水数据的相关系数中位数达到0.62,均方根误差中位数为4.24 mm,命中率能够达到0.80以上,明显优于GSMaP数据;两种卫星降水产品对小雨等级降水略有高估,而对于中雨和大雨均为低估,尤其对于大雨的低估现象更为严重,其中IMERG对短时强降水的低估是造成大雨低估的主要原因之一;两种卫星降水产品平均相关系数均呈现出随着海拔高度升高而降低的特征,且在低海拔区的相关系数最大,均方根误差最小。 展开更多
关键词 三江源区 IMERG GSMaP 卫星降水产品 适用性评估
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