北江流域TRMM卫星与地面站点降水数据融合及径流模拟应用研究

北江流域TRMM卫星与地面站点降水数据融合及径流模拟应用研究

论文摘要

准确掌握流域内降水的时空分布特征,对于流域水文过程模拟与水资源规划利用具有重要意义。传统地面雨量站点观测降水数据精度较高,但空间估计能力不足;卫星遥感降水数据能够反映流域降水的时空分布特征,但存在一定的数据误差。基于此,论文以北江流域为研究区域,在评价TRMM 3B42V7卫星降水数据精度的基础之上,开展卫星遥感降水与地面站点观测降水数据融合校正研究,并进一步采用融合降水数据驱动SWAT半分布式水文模型进行径流过程模拟,为提高TRMM卫星降水数据精度与水文过程模拟适用性提供有效参考。论文的主要研究工作如下:(1)北江流域TRMM卫星降水数据精度评价:从不同的时空尺度对北江流域TRMM 3B42V7卫星降水数据精度进行综合评价分析,结果表明TRMM遥感降水与地面站点观测降水数据具有较强的相关性,但TRMM降水数据精度随空间位置的不同存在一定的差异,随着时间和空间尺度的增大,两种降水数据的相关性逐步增强。(2)北江流域TRMM卫星与地面站点降水数据融合:采用平均偏差校正(MBC)、地理加权回归(GWR)以及双核平滑(DS)方法分别构建了TRMM卫星与地面站点降水数据融合模型。整体来看,三种降水数据融合方法均可以提高卫星降水数据精度,但MBC方法得到的融合降水数据在局部地区平滑到了强降水中心,导致这些地区的降水极值出现了较大误差;DS与GWR方法对卫星降水数据精度的改善程度较为接近,且均优于MBC方法,但DS融合降水与地面站点观测降水数据的空间分布特征更为接近,同时能够更好地反映流域内极值降水情况。(3)基于不同降水数据的北江流域径流模拟:分别采用地面站点观测降水、TRMM卫星遥感降水以及GWR和DS融合降水等四种降水数据驱动SWAT模型进行北江流域内犁市、石角以及四会三处水文站点的径流过程模拟,结果表明,DS与GWR方法能够有效改善卫星降水数据的水文过程模拟精度。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 卫星降水数据精度评价研究进展
  •     1.2.2 卫星降水数据水文应用研究进展
  •     1.2.3 卫星降水数据精度改进研究进展
  •   1.3 研究思路与章节安排
  • 2 北江流域TRMM卫星降水数据精度评价
  •   2.1 北江流域概况
  •     2.1.1 地理位置
  •     2.1.2 气象水文条件
  •     2.1.3 地形地貌特征
  •   2.2 研究数据及处理
  •     2.2.1 TRMM卫星降水数据
  •     2.2.2 北江流域TRMM卫星降水数据处理
  •     2.2.3 北江流域地面站点观测降水数据
  •   2.3 TRMM卫星降水数据精度评价指标
  •   2.4 北江流域TRMM卫星降水数据精度评价结果
  •     2.4.1 不同时空尺度卫星降水数据精度评价
  •     2.4.2 不同雨强级别卫星降水数据精度评价
  •     2.4.3 北江流域TRMM卫星降水数据空间分布特征分析
  •   2.5 本章小结
  • 3 北江流域TRMM卫星与地面站点降水数据融合
  •   3.1 TRMM卫星与地面站点降水数据融合方法
  •     3.1.1 平均偏差校正方法
  •     3.1.2 地理加权回归方法
  •     3.1.3 双核平滑方法
  •   3.2 北江流域融合降水数据精度评价
  •     3.2.1 融合降水数据精度评价方法
  •     3.2.2 融合降水数据精度对比分析
  •   3.3 本章小结
  • 4 基于不同降水数据的北江流域径流模拟
  •   4.1 SWAT模型概述
  •     4.1.1 SWAT模型简介
  •     4.1.2 SWAT模型基本原理
  •   4.2 北江流域SWAT模型构建
  •     4.2.1 SWAT模型数据库建立
  •     4.2.2 子流域划分
  •     4.2.3 生成水文响应单元
  •     4.2.4 模型运行与参数率定
  •   4.3 基于不同降水数据的北江流域日径流模拟
  •     4.3.1 日径流模拟精度评价指标
  •     4.3.2 日径流模拟结果分析
  •   4.4 本章小结
  • 5 总结与展望
  •   5.1 论文总结
  •   5.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张华岩

    导师: 张秋文

    关键词: 地面雨量站,降水数据融合,双核平滑,地理加权回归,径流模拟,北江流域

    来源: 华中科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 气象学,地球物理学

    单位: 华中科技大学

    分类号: P426.6;P333.1

    DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.002497

    总页数: 69

    文件大小: 7500K

    下载量: 145

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