降水局部插值介紹課件

簡介降水是水文循環(huán)中最重要、最活躍的物理過程之一。降雨的時空變化對流域產(chǎn)匯流的影響非常大。常規(guī)獲取降水的手段是雨量站網(wǎng),而比較新的手段則是雷達(dá)測雨和遙感雨量站觀測的降水量稱為點降水,它只表示區(qū)域中某點或小范圍的降水情況;相對而言,遙感技術(shù)具有大范圍的獲取信息的能力。盡管如此,在目前階段,雨量站網(wǎng)仍然是大多數(shù)流域觀測降雨的主要手段,而雷達(dá)和遙感應(yīng)用并不普遍簡介1簡介雨量站網(wǎng)觀測的降雨量在空間上是非規(guī)則離散分布的,并不能完全反映實際降雨在空間上的連續(xù)分布。在水文學(xué)研究和實際應(yīng)用中,常常需要從雨量站網(wǎng)觀測值來合理提取降雨空間分布的特征值(比如流域平均雨量)或者模擬降雨空間分布(比如等雨量線)。影響降水空間分布的因素不同,所選擇的空間降水插值方法和降水模型也不相同。對區(qū)域降水插值精度影響最大的是氣象站點的數(shù)量及空間插值方法,在站點數(shù)量不變的情況下,影響區(qū)域降水空間插值精度的主要因素就是空間插值方法簡介2降水插值方法分類關(guān)于數(shù)據(jù)的空間插值方法很多種是歸結(jié)為整體插值法和局部插值法兩類;一種是將插值方法歸結(jié)為整體插值法、局部插值法、地學(xué)統(tǒng)計法和混合插值法類空間數(shù)據(jù)插值方法可以歸結(jié)為3類:整體插值法、局部插值法和混合插值法降水插值方法分類3局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)最簡單的局部插值法是泰森多邊形法,又叫最臨近點插值法,是·種近似估計方法。該方法假定所需要估算的降水?dāng)?shù)據(jù)與最臨近它的已知站點的降水?dāng)?shù)據(jù)相同。這種方法適用于站點密集的地區(qū),并且該地區(qū)的地形應(yīng)該大致相同。但是,泰森多邊形法對于逐漸變化的空間變量(如溫度、降水)的插值不太合適。同時,該方法忽略了高程的影響,對于高程變化較大的區(qū)域,用泰森多邊形插值所得的插值數(shù)據(jù)的誤差很大局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)4局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)一種極端的邊界內(nèi)插方法,只用最近的單個點進(jìn)行區(qū)域插值。按數(shù)據(jù)點位置將區(qū)域分割成子區(qū)域每個子區(qū)域包含一個數(shù)據(jù)點,各子區(qū)域到其他內(nèi)數(shù)據(jù)點的距離小于任何到其他數(shù)據(jù)點的距離,并用其內(nèi)數(shù)據(jù)點進(jìn)行賦值。局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)5局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)%就是說每次你要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的時候,比如你產(chǎn)生rard中t1〓[EI,YI]=neshgrid(ti,tfigure(1),pl局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)6對于固定的key,不是說從此以后產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都是相同就是說每飲你要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的時修,比如你產(chǎn)生randand(100,1)*4ad!00,1)*4[II,YI]=meshgridlti,t:a(x,y,,XI,YI,plots(*,y,z,0,,holdoffIgriddata(x,y,z,XI對于固定的key,不是說從此以后產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都是相同7局部插值法——距離倒數(shù)插值法假設(shè)未知的x處屬性值P(x)是在局部領(lǐng)域內(nèi)中所有數(shù)據(jù)點的距離加權(quán)平均值。距離倒數(shù)插值法是加權(quán)移動平均方法的一種?！芇(x)×d(x2x)2P(xp)對于山區(qū)或氣象站點不是很密集的地區(qū),距離倒數(shù)插值法有助于提高所預(yù)測數(shù)據(jù)的精度。用距離倒數(shù)插值法估算氣象變量時是根據(jù)距離衰減規(guī)律,對樣本點的空間距離進(jìn)行加權(quán)。這種方法的優(yōu)點是可以通過權(quán)重調(diào)整空間插值等值線的結(jié)構(gòu),目前諸多研究已引入地形等因素的影響而改進(jìn)該方法局部插值法——距離倒數(shù)插值法8局部插值法——距離倒數(shù)插值法P(x)×d(xg,x)距離倒數(shù)插值法Px)∑P(E)P(A)Xd(E,A)+P(B)xd(E,B)+P(C)xd(E,C)+P(D)xd(E,D)-2d(E,A)2+d(E,B)2+d(E,C)2+d(E,D)2假設(shè)A、B、C、D的降水量分別為1,2,3,2(mm),求E點降水量4d(e,a)0.5(55-3.5)+(3.5-3.5)P(E=(1×0.5+2×045+3×0.5+2×0.45)/(0.5+045+0.5+0.45)=2(mm)局部插值法——距離倒數(shù)插值法9局部插值法—距離倒數(shù)插值法P(x)×d(xg,x)距離倒數(shù)插值法Px)∑P(E)=P(A)Xd(E,A)+P(B)xd(E,B)+P(C)xd(E,C)+P(D)xd(ED)-26(E,A)2+d(E,B)2+d(E,C)2+d(E,D)2假設(shè)A、B、C、D的降水量分別為1,2,3,2(mm),求E點降水量d(E,A)-0.5(35-25)+(35-5P(E=(1×0.5+2×0.45+3×0.5+2×0.45)/(0.5+045+0.5+0.45)局部插值法—距離倒數(shù)插值法10降水局部插值介紹課件11降水局部插值介紹課件12降水局部插值介紹課件13降水局部插值介紹課件14降水局部插值介紹課件15降水局部插值介紹課件16降水局部插值介紹課件17降水局部插值介紹課件18降水局部插值介紹課件19降水局部插值介紹課件20降水局部插值介紹課件21降水局部插值介紹課件22降水局部插值介紹課件23降水局部插值介紹課件24降水局部插值介紹課件25降水局部插值介紹課件26降水局部插值介紹課件27降水局部插值介紹課件28降水局部插值介紹課件29降水局部插值介紹課件30降水局部插值介紹課件31降水局部插值介紹課件32降水局部插值介紹課件33降水局部插值介紹課件34降水局部插值介紹課件35降水局部插值介紹課件36降水局部插值介紹課件37降水局部插值介紹課件38降水局部插值介紹課件39降水局部插值介紹課件40降水局部插值介紹課件41降水局部插值介紹課件42降水局部插值介紹課件43降水局部插值介紹課件44降水局部插值介紹課件45降水局部插值介紹課件46降水局部插值介紹課件47降水局部插值介紹課件48降水局部插值介紹課件49降水局部插值介紹課件50降水局部插值介紹課件51簡介降水是水文循環(huán)中最重要、最活躍的物理過程之一。降雨的時空變化對流域產(chǎn)匯流的影響非常大。常規(guī)獲取降水的手段是雨量站網(wǎng),而比較新的手段則是雷達(dá)測雨和遙感雨量站觀測的降水量稱為點降水,它只表示區(qū)域中某點或小范圍的降水情況;相對而言,遙感技術(shù)具有大范圍的獲取信息的能力。盡管如此,在目前階段,雨量站網(wǎng)仍然是大多數(shù)流域觀測降雨的主要手段,而雷達(dá)和遙感應(yīng)用并不普遍簡介52簡介雨量站網(wǎng)觀測的降雨量在空間上是非規(guī)則離散分布的,并不能完全反映實際降雨在空間上的連續(xù)分布。在水文學(xué)研究和實際應(yīng)用中,常常需要從雨量站網(wǎng)觀測值來合理提取降雨空間分布的特征值(比如流域平均雨量)或者模擬降雨空間分布(比如等雨量線)。影響降水空間分布的因素不同,所選擇的空間降水插值方法和降水模型也不相同。對區(qū)域降水插值精度影響最大的是氣象站點的數(shù)量及空間插值方法,在站點數(shù)量不變的情況下,影響區(qū)域降水空間插值精度的主要因素就是空間插值方法簡介53降水插值方法分類關(guān)于數(shù)據(jù)的空間插值方法很多種是歸結(jié)為整體插值法和局部插值法兩類;一種是將插值方法歸結(jié)為整體插值法、局部插值法、地學(xué)統(tǒng)計法和混合插值法類空間數(shù)據(jù)插值方法可以歸結(jié)為3類:整體插值法、局部插值法和混合插值法降水插值方法分類54局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)最簡單的局部插值法是泰森多邊形法,又叫最臨近點插值法,是·種近似估計方法。該方法假定所需要估算的降水?dāng)?shù)據(jù)與最臨近它的已知站點的降水?dāng)?shù)據(jù)相同。這種方法適用于站點密集的地區(qū),并且該地區(qū)的地形應(yīng)該大致相同。但是,泰森多邊形法對于逐漸變化的空間變量(如溫度、降水)的插值不太合適。同時,該方法忽略了高程的影響,對于高程變化較大的區(qū)域,用泰森多邊形插值所得的插值數(shù)據(jù)的誤差很大局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)55局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)一種極端的邊界內(nèi)插方法,只用最近的單個點進(jìn)行區(qū)域插值。按數(shù)據(jù)點位置將區(qū)域分割成子區(qū)域每個子區(qū)域包含一個數(shù)據(jù)點,各子區(qū)域到其他內(nèi)數(shù)據(jù)點的距離小于任何到其他數(shù)據(jù)點的距離,并用其內(nèi)數(shù)據(jù)點進(jìn)行賦值。局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)56局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)%就是說每次你要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的時候,比如你產(chǎn)生rard中t1〓[EI,YI]=neshgrid(ti,tfigure(1),pl局部插值法——最近鄰點法(泰森多邊形法)57對于固定的key,不是說從此以后產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都是相同就是說每飲你要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的時修,比如你產(chǎn)生randand(100,1)*4ad!00,1)*4[II,YI]=meshgridlti,t:a(x,y,,XI,YI,plots(*,y,z,0,,holdoffIgriddata(x,y,z,XI對于固定的key,不是說從此以后產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都是相同58局部插值法——距離倒數(shù)插值法假設(shè)未知的x處屬性值P(x)是在局部領(lǐng)域內(nèi)中所有數(shù)據(jù)點的距離加權(quán)平均值。距離倒數(shù)插值法是加權(quán)移動平均方法的一種?！芇(x)×d(x2x)2P(xp)對于山區(qū)或氣象站點不是很密集的地區(qū),距離倒數(shù)插值法有助于提高所預(yù)測數(shù)據(jù)的精度。用距離倒數(shù)插值法估算氣象變量時是根據(jù)距離衰減規(guī)律,對樣本點的空間距離進(jìn)行加權(quán)。這種方法的優(yōu)點是可以通過權(quán)重調(diào)整空間插值等值線的結(jié)構(gòu),目前諸多研究已引入地形等因素的影響而改進(jìn)該方法局部插值法——距離倒數(shù)插值法59局部插值法——距離倒數(shù)插值法P(x)×d(xg,x)距離倒數(shù)插值法Px)∑P(E)P(A)Xd(E,A)+P(B)xd(E,B)+P(C)xd(E,C)+P(D)xd(E,D)-2d(E,A)2+d(E,B)2+d(E,C)2+d(E,D)2假設(shè)A、B、C、D的降水量分別為1,2,3,2(mm),求E點降水量4d(e,a)0.5(55-3.5)+(3.5-3.5)P(E=(1×0.5+2×045+3×0.5+2×0.45)/(0.5+045+0.5+0.45)=2(mm)局部插值法——距離倒數(shù)插值法60局部插值法—距離倒數(shù)插值法P(x)×d(xg,x)距離倒數(shù)插值法Px)∑P(E)=P(A)Xd(E,A)+P(B)xd(E,B)+P(C)xd(E,C)+P(D)xd(ED)-26(E,A)2+d(E,B)2+d(E,C)2+d(E,D)2假設(shè)A、B、C、D的降水量分別為1,2,3,2(mm),求E點降水量d(E,A)-0.5(35-25)+(35-5P(E=(1×0.5+2×0.45+3×0.5+2×0.45)/(0.5+045+0.5+0.45)局部插值法—距離倒數(shù)插值法61降水局部插值介紹課件62降水局部插值介紹課件63降水局部插值介紹課件64降水局部插值介紹課件65降水局部插值介紹課件66降水局部插值介紹課件67降水局部插值介紹課件68降水局部插值介紹課件69降水局部插值介紹課件70降水局部插值介紹課件71降水局部插值介紹課件72降水局部插值介紹課件73降水局部插值介紹課件74降水局部插值介紹課件75降水局部插值介紹課件76降水局部插值介紹課件77降水局部插值介紹課件78降水局部插值介紹課件79降水局部插值介紹課件80降水局部插值介紹課件81降水局部插值介紹課件82降水局部插值介紹課件83降水局部插值介紹課