雨量等值线图绘制的算法优化及实现

从网格的建立，等值点的搜索，等值线的光滑等方面对雨量等值线图的绘制算法进行优化，找到了一种较为有效的优化算法，相应地进行了算法软件实现，并在有关工程得到了验证。     

雷达估算和雨量站插值降水精度的对比分析

以武汉多普勒天气雷达(CINRAD/SA)及其有效探测范围内的气象站和水文站的雨量观测资料为基础,运用集对分析方法确定雷达估算降雨场的Z-I关系,通过对雷达估算降雨和雨量站网格插值降雨进行对比分析,发现雷达估算降雨的精度要高于雨量站对网格降雨插值的精度,随着与被插值网格距离的增加,插值的误差随之增大。     

基准降水对GPM数据精度的影响——以南京“20170610”极端降水事件为例

现有文献多采用两种途径生成评价GPM等卫星遥感反演降水数据精度的基准资料：站点基准降水和插值基准降水，然而，关于基准资料生成方法对卫星降水数据精度的影响以及应优先采纳哪种基准资料尚缺乏深入研究。因此，本文以南京“20170610”极端降水事件为例，利用地面稠密雨量站的观测资料，设计了不同地表雨量站点密度下的随机抽取试验，解析了不同地表基准降水条件下IMERG Early、IMERG Late和GSMaP NOW三种GPM数据的精度特征。结果发现，基准降水对GPM数据精度的影响与雨量要素、数据类型、指标类型、站点密度有关。进一步以高超密度站点插值降水作为“真实”降水，量化了不同站点密度条件下两种基准降水的误差，发现对于24 h累积雨量和逐小时降水过程，存在一定的雨量站点平均密度临界值。若雨量站点密度高于该临界值，以插值降水为基准评价GPM数据的精度更合理，否则采用插值降水和站点降水为基准均可。本文研究深化了对GPM降水数据误差特性的认识，可为合理选取评估卫星降水数据的地表基准数据生成方法提供参考。     

利用网格插值算法计算流域面平均降雨

对几种常用的流域面平均雨量计算方法的优缺点做了概要介绍,通过对比分析,说明网格插值算法是目前国内计算流域面平均雨量较先进的方法,是今后发展的方向。     

使用Surfer软件绘制雨量等值线图

结合福建尤溪流域公司20050615号洪水某时段实际降雨情况,详细介绍了使用Surfer（以Surfer8.0为例）软件具体绘制雨量等值线图的制图原理和步骤,并说明绘制雨量等值线图需要注意的几个问题。在此应用中绘制雨量等值线图仅花费5min时间,说明使用Surfer软件绘制雨量等值线图具有速度快、效果好等特点,对水文、防汛管理工作有着实用的现实意义。     

一种降雨等值线的计算机绘制原理和方法

流域降雨等值线图直观、形象地反映了流域的降雨分布规律，对决策者的决策分析具有重要作用，针对流域中雨量测站点分布不规则，而绘制降雨等值线又需要规则网格点降寸量的特点，本文提出了用全流域降雨量空间二次氦事曲面求解矩形网格点上降雨量的方法，这样求得的网格点，降雨量能更客观地反映实际情况。同时，本文论述了降雨等值线的描绘步骤，具有精度高、速度快、易于在计算机上编程实现的特点。     

河道演变三维数值模拟计算网格的选择和生成研究

该文提出了由自适应三维网格和固定矩形网格组合的“双网格”方法来模拟非均匀边界条件控制下河道演变的思路。自适应三维网格在平面和立面上分别采用正交网格和σ网格。实现了能够根据自由水面、河岸和床面地形变化作出实时调整的三维自适网格的生成。为了记忆河道演变可能涉及的外围区域的地形、地质和泥沙级配等信息，采用固定不变的矩形网格来存储相关数据。两套网格之间的数据插值转化采用双线性插值方法。“双网格”方法和相应的算法为非均匀边界条件控制下河道演变的数值模拟提供了保证。最后给出了网格生成和应用的3个实例。     

基于克里格方法估算流域降雨量的模式

目前常用的流域雨量插值方法中，大多数都没有考虑雨量的空间分布特征，无法检验插值结果，因此经常会出现一定的误差。地质统计学中的克里格方法是一种使插补误差达到最小并且对误差进行精确估计的插值方法。为此，尝试采用克里格方法对流域雨量进行估值，并分别将年平均、月平均、时段雨量的插值结果与距离反比法以及最临近法的插值结果进行了对比性检验。依据分析，得出了克里格方法内插估值的优势和不足。     

利用不规则三角网法绘制三峡雨量等值线图

长江三峡区间降雨径流预报分析系统是能实时监测上下游区域雨水情信息并为三峡电厂优化调度和实时防洪调度决策提供可靠的基础依据的大型应用软件系统.雨量等值线图的绘制是该系统的一个研究开发子题.通过对雨量等值线图绘制的有关原理、国内目前所使用过的各种绘制方法及其存在的有关问题进行了研究,并进行了软件实现.针对等雨量线的绘制提出了一种新的思路,即基于具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品-MapX,利用不规则三角形网绘制等值线的方法在MapX图层上生成雨量等值线.此算法应用于长江三峡区间降雨径流预报分析系统的开发中,成图准确美观,有广阔的应用前景.     

河势贴体河道平面二维正交网格生成方法的研究及应用

基于河势概念和Hermite三次插值函数 ,提出了河势贴体河道平面二维正交四边形网格的生成方法 ;与边界层坐标系下水深平均流体力学控制方程和SIMPLER算法联合使用 ,建立了河道平面二维数学模型 ;进行了葛洲坝枢纽至磨盘溪河段二维网格生成及水流泥沙数学模型的实例研究 ;讨论了该网格生成方法的主要特征     

缺乏实测径流资料时设计年径流量的分析计算

在缺乏实测径流资料的地区,设计年径流量分析计算主通过参数等值线法和水文比拟法来推求。参数等值线法利用参数等值线图进行地理插值,获得统计参数,进而求得不同频率下的设计径流值;水文比拟法是与参证站影响径流的各项因素相似为前提下,将参证站的水文资料移置到设计流域上来,从而求得设计径流量。以常王项目区红网河支流石子河设计径流分析计算作为典型例子,通过直接法、降雨量修正法和水文比拟法3种方法,计算得出不同保证率下设计径流量,并分析成果的合理性。     

基于MapX控件绘制水文数据等值线

采用VB集成MapX控件进行地理信息系统GIS开发的技术,解决了雷达测雨及分布式水文模型计算所得的大量分布式栅格地理数据的处理和显示问题.在地理数据分析中选用一种基于正交网格的等值线算法,并由VB程序实现.将该项技术应用于史灌河流域,并绘制了雷达估测的降雨数据及分布式模型计算所得的水文数据的等值线图,表明将该技术应用于分布式水文模型的数据分析与显示是成功的。     

基于网格划分的自然邻点法在降雨空间 分布研究中的应用

基于地理信息系统的网格划分,在泰森多边形法的基础上利用自然部点法内插出相关研究区每个网格上的雨量值,进一步做出降雨空间分布曲线,得出不同量级降雨量在研究区域的覆盖范围,为面雨量和降雨空间分布计算提供了新方法。     

利用VFP和CASS生成雨量等值线图方法综述

为了及时准确地了解某个区域、某个时段内的降雨时空分布和强度,以满足实际工作的需要,需要根据该区域内相关雨量站点的雨量数据采用计算机技术绘制降雨量等值线。在CAD环境下,利用VFP数据库编程语言编程生成给定范围内的站点坐标雨量数据文件,再利用CASS成图软件生成雨量等值线,配上相关区域的底图即可生成区域降雨量等值线的过程。结合江苏省镇江市的实际情况,对这一技术进行了详细的介绍。实际应用表明,成图效果较好,有较强的通用性。     

雨量站网分布对雨量插值算法及径流响应的影响

为比较雨量站网密度及分布对不同空间插值算法的影响,选取6种雨量站密度的不同分布,采用4种空间插值算法对研究区2006—2014年的日降雨进行插值,并将面均雨量作为新安江模型的输入,分析和比较其降雨径流响应。结果表明:①雨量站网空间分布越均匀,降雨插值误差越小,其径流模拟的精度也越高;②在雨量站网均匀布置的情况下,各空间插值算法的插值结果差异较小;雨量站网布置不均匀时,站点数目越少各空间插值算法插值结果差异越大;③计算点雨量时,考虑空间变量的克里金法能更准确地计算日降雨的结果;计算面雨量时,不同插值算法间差异较小,建议选用计算简便的插值算法,比如泰森多边形、反距离权重法。     

降雨信息空间插值研究评述与展望

降雨空间分布对于区域水文模拟、水资源规划与管理、旱涝灾害评估以及生态环境治理等均具有基础性的科学研究意义,是水文水资源学科中的热点研究课题之一。本文主要从方法论的角度评述了微观层面的降雨信息空间插值研究进展,首先探讨了确定性方法与空间统计学方法各自的优势与局限性,最后着重论述了利用信息熵的理论与方法研究降雨信息插值的科学基础,以及对其可行性、合理性和技术特征予以了展望。     

河北省降水时空变化特征分析

基于ArcGIS的样条函数插值利用Mann-Kendall法和R/S分析,对河北省内周边共43个气象站的降水序列进行分析研究。结果表明：在空间分布上,遵化、沧州及石家庄以西为多雨区,坝上为少雨区,降水等值线在山区的梯度较大。在时间分布上,汛期降水占全年降水62%～74%。降水代际呈下降趋势,但20世纪80年代-90年代呈上升之势;而各年代的降水空间分布无明显变化。全省大部分地区降水均呈下降趋势,下降最显著的是石家庄以西地区,达-4 mm/a。全省除沧州、廊坊、石家庄一带大部分地区年降水未来总体趋势和过去趋势一致,持续下降,而沧州、廊坊、石家庄等地未来趋势与过去相反或趋势变化不明显。     

西南地区降水量插值方法比较——以丽江市为例

我国西南地区由于地形复杂,海拔落差大,且雨量站分布不均,资料代表性差,针对这一区域的降雨预报效果不尽如人意,每年因局地强降水造成的损失巨大。旨在探讨适合山区等海拔落差较大地区的降水插值方法的一般思路,提高该地区降水估测精度。丽江市最大海拔落差达4 516 m,是西南地区典型的山地型城市。以丽江市40个雨量站40 a的月降雨数据为基础,选择6个站为检验站,运用反距离权重法、普通克里金法、样条函数法、趋势面法进行了最优插值方法的探讨。插值误差分析的结果表明:反距离权重法在该研究区域效果较好,幂指数增加到8以上时,相对误差基本稳定在7.8%;克里金法对降雨量的插值效果也较好,生成的插值图平滑;样条函数法插值效果最差。研究成果可为我国西南地区及其他山地地区降雨预报提供参考。