南京师范大学白世彪获国家专利权
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龙图腾网获悉南京师范大学申请的专利一种山区卫星降水数据的反推回溯方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116089547B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211290556.X,技术领域涉及:G06F16/29;该发明授权一种山区卫星降水数据的反推回溯方法是由白世彪;宁珊;徐晓轩;孙怡然;马驰骋设计研发完成,并于2022-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种山区卫星降水数据的反推回溯方法在说明书摘要公布了:一种山区卫星降水数据的反推回溯方法。包括:APHRODITE、IMERG降水数据的读取及观测站点日降水量统计;在0.25°的尺度上,利用随机森林算法建立模型,模拟两类降水数据长时间序列变动趋势;在0.1°尺度上,通过3×3滑动窗口生成降水数据的空间解聚权重;时间尺度和空间尺度结合,得到0.1°2001年以前的IMERG降水数据,即为NIMERG数据。本发明利用APHRODITE再分析降水产品和IMERG卫星降水产品在相同时间内的时空尺度上的互相关系,逆向反推延伸了IMERG卫星降水数据,可为山区水文、生态或地质灾害等相关研究提供一套高质量、长时间序列的降水产品。
本发明授权一种山区卫星降水数据的反推回溯方法在权利要求书中公布了:1.一种山区卫星降水数据的反推回溯方法,具体步骤如下,其特征在于: 步骤1,APHRODITE、IMERG降水数据的读取及观测站点日降水量统计; 步骤2,在0.25°的尺度上,利用随机森林算法建立模型,模拟两类降水数据长时间序列变动趋势; 所述步骤2中,具体包括以下步骤: 步骤21,计算APHRODITE、IMERG两种数据共有15年的日均降水值; 步骤22,将IMERG日均降水数据重采样至和APHRODITE降水数据的空间分辨率保持一致,使其空间分辨率从0.1°变为0.25°; 步骤23,Elevation数据是通过将覆盖研究区多幅ASTERGDEMV2数据进行拼接和裁剪,得到研究区DEM数据; 步骤24,通过对研究区DEM数据计算提取出经度Longitude、纬度Latitude、坡度Slope、坡向Aspect、地形开阔度Openness、地形粗糙度Roughness和地形起伏度Undulation栅格数据; 步骤25,将Longitude、Latitude、Slope、Aspect、Openness、Roughness和Undulation栅格数据重采样至和APHRODITE降水数据的空间分辨率保持一致,使其空间分辨率从90m变为0.25°; 步骤26,基于APHRODITE、IMERG降水数据与地表参数构建基于随机森林的非线性机器算法模型,建立IMERG降水数据与地表参数、APHRODITE降水数据之间的关系方程: 1 式中,PER表示训练阶段的IMERG日均降水数值;C为输入向量,表示输入变量,包括Longitude、Latitude、Slope、Aspect、Openness、Roughness、Undulation、APHRODITE日均降水数据;fRF是一个非线性函数,在输入变量和输出PER之间建立关系; 步骤27,采用决策树对空间分辨率为0.25°的IMERG降水数据进行预测,将APHRODITE某一天的降水数据代入该模型中得到对应日期IMERG降水数据A; 在回归任务中,首先在训练期间内建立若干棵决策树,每棵决策树由Bootstrap样本建立,其中训练输入数据约占总样本的23,其余13的样本用于验证每棵树; 通过对许多独立回归树的结果求算术平均来生成最终模型预测值,模型最终结果表示为: 2 式中,为最终预测结果,m是回归树的数量,表示第i棵树的预测结果; 步骤28,利用每棵决策树的平均袋外数据OOB来得到预测精度,计算原理如下: 3 式中,n为OOB样本个数,为根据给定样本,RF模型的输出数据;为IMERG日均降水数据; 步骤29,提取每一个栅格单元格的APHRODITE和IMERG降水数值,分析两种降水数据在时间尺度上的分布规律,使用多项式计算方法调整参数尽量贴近其降水数据,获得对应日期某一个栅格单元格的IMERG降水数据B; 步骤210,对应日期某一个栅格单元格的IMERG降水数据取其为步骤27和步骤29得到的降水数据的平均值,利用上述步骤修正整个研究区在0.25°尺度下IMERG降水数据所有栅格单元格的降水数值,生成对应日期的NIMERG降水数据; 步骤3,在0.1°尺度上,通过3×3滑动窗口生成降水数据的空间解聚权重; 步骤4,时间尺度和空间尺度结合,得到0.1°尺度上2001年以前的IMERG降水数据,即为NIMERG数据。
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