基于GIS的气温和降水推算方法研究.pdf

第36卷第4期 气象科技 V01．36。No．4 2008年8月 METEOROLOGlCALSCIENCEANDTECHNOLOGYAug．2008 基于GIS的气温和降水推算方法研究 陆忠艳1 袁子鹏1 蔡福2 吴曼丽1 刘文明1 (1沈阳中心气象台，2中国气象局沈阳大气环境研究所，沈阳110016) 摘要针对开展乡镇天气预报对高精度逐日气象要素输入值的需求，以辽宁地区为例，选用克立格法(Kriging)、 限气象站点1～12月逐日气象要素空间插值方法研究并对估值进行检验。结果表明：对温度而言，GIDW方法估 值精度较高，插值结果分布趋势也较为接近实际站点的分布；对降水而言，IDW估值精度高于其他插值方法，更适 合于日降水量的空间插值。 关键词气温降水空间插值估值检验 点内插根据其基本假设和数学本质可分为几何方 引言 法、统计方法、空间统计方法、函数方法、随机模拟方 辽宁省东西、南北跨度较大，各地气候差异明 法、物理模型模拟方法和综合方法[1~3]。内插法都 显，部分地区乡镇间气象要素梯度较大，各种气象灾 是基于假设进行的，即空间位置上越靠近的点，越有 害频繁发生，给农村经济社会发展带来严重影响，给 可能具有相似的特征值，离得越远的点，其特征值相 农民生命财产造成严重损失。开展乡镇天气预报对 似的可能性越小。 农村防灾减灾具有重要意义，由于观测资料缺乏，制 2插值方法比较 约精细化预报服务的开展。对于短时间序列气象要 素进行空间扩展方法研究成为必要的基础性工作。 各种插值方法各有优缺点，没有绝对最优的，必 本文以辽宁地区为例，通过插值提供建立乡镇天气 须根据数据的特点，在对结果进行严格检验后选择 预报客观预报模型的观测资料，对多种插值方法进 一种相对最优的方法。考虑到可操作性，本文借助 行了比较，旨在从中选取实现短时间序列气象要素 地理信息系统软件中的空间分析模块，采用距离平 空间化的最优方法，为开展乡镇天气预报提供合理、 方反比法(IDW)、梯度距离权重反比法(GIDW)、克 可靠的基础数据。 1 插值方法介绍 2005年的最低温度、最高温度、日降水量数据进行 空间内插，通过估值评估检验选择一种最优插值方 地理信息系统(GIS)中获得的空间数据往往是 法，建立乡镇天气预报历史资料库。 离散点的形式。离散的点数据常是通过对空间采样 2．1距离权重反比法(IDW) 点进行观测获得，无法对空间所有点进行观测，但可 Distance 距离权重反比法(IDW：Inverse 以设置一些关键的样本点，这些样本点的观测值能 Weighting)是一种常用而简便的空间插值方法，它 反映空间分布的全部或部分特征，然后利用空间内 以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均， 插方法来获取未采样点的值。人们比较熟悉和用得 离插值点越近的样本点赋予的权重越大。若权重用