流域洪水實時預報方法及預報裝置與流程

本發明涉及水文技術領域，特別涉及一種流域洪水實時預報方法及預報裝置。

背景技術：

目前，降雨數據的獲取主要依賴于地面雨量站的觀測、雷達的觀測降雨以及衛星的觀測降雨，是水文模型最重要的驅動數據之一，降雨數據的時間序列長短及數據的精確性對于水文模型的模擬結果影響顯著。然而，對于水文學家來說，要在缺少降雨數據或是降雨數據時間序列很短的區域進行水文循環的模擬十分困難，尤其是發生在偏遠的地區或是地形復雜的山區，這些地區往往缺乏地面雨量站或是對于站點的維護不易，導致缺乏降雨數據或是數據質量不佳。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種流域洪水實時預報方法，該方法可以有效地保證洪水預報的可靠性，簡單便捷。

本發明的另一個目的在于提出一種流域洪水實時預報裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種流域洪水實時預報方法，包括以下步驟：接收多個關注區域發送的區域全球降雨觀測計劃GPM衛星信號；對所述多個關注區域發送的區域GPM衛星信號進行整合，以對所述目標區域進行反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據；通過所述多個關注區域的遙測雨量站發送的降雨數據對所述GPM衛星降雨數據進行校正；將校正后的所述GPM衛星降雨數據作為預設的水文模型的輸入數據，以通過所述預設的水文模型進行實時洪水預報。

本發明實施例的流域洪水實時預報方法，通過區域的協作，在關注區域內接受GPM衛星信號，進而反演衛星降雨數據，并利用區域內地面遙測雨量站的實時降雨數據進行校正，提高了GPM衛星降雨數據的精確度，縮短獲得衛星降雨數據的滯后時間，進而將GPM衛星降雨產品應用于實時洪水預報系統，有效地保證洪水預報的可靠性。

另外，根據本發明上述實施例的流域洪水實時預報方法還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，通過反演算法反演衛星降雨數據得到所述GPM衛星降雨數據。

可選地，在本發明的一個實施例中，關注區域的遙測雨量站為多個。

為達到上述目的，本發明另一方面實施例提出了一種流域洪水實時預報裝置，包括：接收模塊，用于接收多個關注區域發送的GPM衛星信號；整合模塊，用于對所述多個關注區域發送的區域GPM衛星信號進行整合，以對所述目標區域進行反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據；校正模塊，用于通過所述多個關注區域的遙測雨量站發送的降雨數據對所述GPM衛星降雨數據進行校正；預報模塊，用于將校正后的所述GPM衛星降雨數據作為預設的水文模型的輸入數據，以通過所述預設的水文模型進行實時洪水預報。

本發明實施例的流域洪水實時預報裝置，通過區域的協作，在關注區域內接受GPM衛星信號，進而反演衛星降雨數據，并利用區域內地面遙測雨量站的實時降雨數據進行校正，提高了GPM衛星降雨數據的精確度，縮短獲得衛星降雨數據的滯后時間，進而將GPM衛星降雨產品應用于實時洪水預報系統，有效地保證洪水預報的可靠性。

另外，根據本發明上述實施例的流域洪水實時預報裝置還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述整合模塊進一步用于通過反演算法反演衛星降雨數據得到所述GPM衛星降雨數據。

可選地，在本發明的一個實施例中，關注區域的遙測雨量站為多個。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據本發明一個實施例的流域洪水實時預報方法的流程圖；

圖2為根據本發明一個具體實施例的流域洪水實時預報方法的流程圖；

圖3為根據本發明一個實施例的流域洪水實時預報裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

下面參照附圖描述根據本發明實施例提出的流域洪水實時預報方法及預報裝置，首先將參照附圖描述根據本發明實施例提出的流域洪水實時預報方法。

圖1是本發明一個實施例的流域洪水實時預報方法的流程圖。

如圖1所示，該流域洪水實時預報方法包括以下步驟：

在步驟S101中，接收多個關注區域發送的區域全球降雨觀測計劃GPM衛星信號。

其中，衛星觀測降雨數據具有觀測范圍大，且不受地形限制的優勢。1960年，第一個氣象觀測衛星(TIROS1)成功發射升空，對于衛星反演降水數據帶來可能性。早期衛星反演降雨數據主要依賴于被動遙感觀測，1970年，熱帶降雨衛星(Tropical Rainfall Measurement Mission，TRMM)第一次搭載了星載降雨觀測雷達發射升空，為全球降雨監測立下新的里程碑。TRMM衛星降雨產品與地面雨量站數據具有一定的關聯性，且在時間尺度上隨著日、月、年時間尺度的增加，TRMM衛星降雨產品的精度也逐步提高。TRMM衛星降雨產品在許多地區獲得了較好的驗證，其降雨數據質量也獲得了較多的認可。

進一步地，全球降雨觀測計劃(Global Precipitation Measurement，簡稱GPM)的啟動使得全球衛星觀測降雨更往前推進了一步，GPM更高的時間分辨率和空間分辨率(時間分辨率為0.5小時，空間分辨率為0.1°)以及更加準確的觀測精度，使得GPM在水文、氣象、災害、農業等各項領域中的應用更具潛力。GPM IMERG衛星降雨產品依據其利用地面校對數據的不同，以及降雨數據發布時間滯后的差異細分為三種子產品，分別為IMERG Early Run、IMERG Late Run以及IMERG Final Run，其中IMERG Early Run的地面校對過程利用歷史氣候數據進行校對，降雨數據獲取的滯后時間為6小時；IMERG Late Run及IMERG Final Run則利用實時的地面降雨觀測數據進行校對，降雨數據獲取的滯后時間分別為18小時及4個月。如表1所示，表1為GPM IMERG產品列表。

表1

也就是說，如圖2所示，針對GPM衛星降雨產品觀測范圍大且不受地面站點的布設限制，但GPM衛星降雨產品由于降雨數據的反演及地面校對過程需要時間，衛星降雨數據的獲得具有一定的滯后時間，在本發明的實施例中，首先在關注區域接收GPM衛星信號，縮短獲得衛星降雨數據的滯后時間。

在步驟S102中，對多個關注區域發送的區域GPM衛星信號進行整合，以對目標區域進行反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據。

可以理解的是，在本發明的實施例中，進一步通過不同區域的協作整合衛星信號。

需要說的明的是，反演方法可以有很多種，在本發明的一個實施例中，可以通過反演算法如GPMIMERG算法反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據。

需要說明的是，上述的關注區域為與目標區域相關的區域，例如相鄰區域，如目標區域為北京，則關注區域可以為河北，也就是說，單一目標區域接收衛星信號，但是這個關注區域可能有很多個，通過多個不同區域間的協作，如資料共享，加快反演的速率。

在步驟S103中，通過多個關注區域的遙測雨量站發送的降雨數據對GPM衛星降雨數據進行校正。

可選地，在本發明的一個實施例中，關注區域的遙測雨量站為多個，進而提高數據的精確度。

即言，在本發明的實施例中，進一步利用關注區域的遙測雨量站降雨數據對于GPM衛星降雨數據進行校正，提高GPM衛星降雨數據的精確度。

在步驟S104中，將校正后的GPM衛星降雨數據作為預設的水文模型的輸入數據，以通過預設的水文模型進行實時洪水預報。另外，預設的水文模型可以根據實際情況進行設置，在此不作具體贅述。

進一步地，在本發明的實施例中，利用校正后的GPM衛星降雨數據作為水文模型的輸入數據，通過水文模型進行實時洪水預報，實現將GPM衛星降雨產品應用于實時洪水預報系統的目的。

根據本發明實施例的流域洪水實時預報方法，通過區域的協作，在關注區域內接受GPM衛星信號，進而反演衛星降雨數據，并利用區域內地面遙測雨量站的實時降雨數據進行校正，提高了GPM衛星降雨數據的精確度，縮短獲得衛星降雨數據的滯后時間，進而將GPM衛星降雨產品應用于實時洪水預報系統，有效地保證洪水預報的可靠性。

其次參照附圖描述根據本發明實施例提出的流域洪水實時預報裝置。

圖3是本發明一個實施例的流域洪水實時預報裝置的結構示意圖。

如圖3所示，該流域洪水實時預報裝置10包括：接收模塊100、整合模塊200、校正模塊300和預報模塊400。

其中，接收模塊100用于接收多個關注區域發送的區域全球降雨觀測計劃GPM衛星信號。整合模塊200用于對多個關注區域發送的區域GPM衛星信號進行整合，以對目標區域進行反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據。校正模塊300用于通過多個關注區域的遙測雨量站發送的降雨數據對GPM衛星降雨數據進行校正。預報模塊400用于將校正后的GPM衛星降雨數據作為預設的水文模型的輸入數據，以通過預設的水文模型進行實時洪水預報。本發明實施例的預報裝置10不但可以提高GPM衛星降雨的精確度，而且縮短了獲得衛星降雨數據的滯后時間，有效地保證洪水預報的可靠性。

進一步地，在本發明的一個實施例中，整合模塊200進一步用于通過反演算法反演衛星降雨數據得到GPM衛星降雨數據。

可選地，在本發明的一個實施例中，關注區域的遙測雨量站為多個。

需要說明的是，前述對流域洪水實時預報方法實施例的解釋說明也適用于該實施例的流域洪水實時預報裝置，此處不再贅述。

根據本發明實施例的流域洪水實時預報裝置，通過區域的協作，在關注區域內接受GPM衛星信號，進而反演衛星降雨數據，并利用區域內地面遙測雨量站的實時降雨數據進行校正，提高了GPM衛星降雨數據的精確度，縮短獲得衛星降雨數據的滯后時間，進而將GPM衛星降雨產品應用于實時洪水預報系統，有效地保證洪水預報的可靠性。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的多個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。