TRMM卫星降雨数据的精度及径流模拟评估

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基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估

基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2017(048)019【摘要】卫星降水产品在降水空间格局分析中扮演着重要角色.为分析卫星降水产品在长江流域的应用精度,利用2003～2010年长江流域175个雨量站实测降水资料检验了同期TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)降水产品3B42 RTV7及V7的精度.结果显示:① 长江流域年平均降水总量从东南向西北呈现明显的梯度变化,年降水量从2000 mm/a减少到400 mm/a,降水空间差异极大,时间分布也不均.②RTV7和V7降水产品能够捕捉到长江流域降水空间分布格局,尤其是V7在长江流域有较高的精度,对59.85％流域面积的估算偏差在-10％～10％之间;实时产品RTV7在长江上游存在明显的高估现象,偏差大于50％的流域面积高达33.51％.③ 长江中下游RTV7和V7日降水数据与对应的实测数据相关系数都大于长江上游地区,偏差更小.④RTV7和V7降水产品在丰水期的估算精度整体优于枯水期.【总页数】5页(P48-52)【作者】金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫【作者单位】南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】TV125【相关文献】1.全球降水计划多卫星降水联合反演IMERG卫星降水产品在中国大陆地区的多尺度精度评估 [J], 任英杰;雍斌;鹿德凯;陈汉清2.TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估 [J], 甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平3.TRMM/GPM卫星降水产品在淮河上游逐日和小时尺度的精度评估 [J], 王蕊;余钟波;杨传国;李莹4.TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估 [J], 李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳5.基于TRMM卫星降水的太行山区降水时空分布格局 [J], 杜军凯;贾仰文;李晓星;牛存稳;刘欢;仇亚琴因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于TRMM卫星数据的降雨测量精度评价

ＧＡ０Ｊｉｅ
（ＣｈｉｎａＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇｔｈｅＴＲＭＭ３Ｂ４３ｄａｔａｓｅｔｂｅｔｗｅｅｎＪａｎｕａｒｙ１９９９ａｎｄＤｅｃｅｍｂｅｒ２００７ａｎｄｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆ７１８
中图分类号：Ｐ４２６．６１３
文献标识码：Ａ
文章编号：０５５９ — ９３４２（２０１５）０６－００２８ — ０４
０引言
降水作为气象水文界的重要观测项目，主要包
水力发电

第４１卷第６期
２０１５年６月
基于ＴＲＭＭ卫星数据的降雨测量精度评价
高洁
（水电水利规划设计总院，北京１００１２０）
摘要：采用１９９９年１月至２００７年ｌ２月ＴＲＭ辅３Ｂ４３卫星降雨与中国７１８个地面雨量站实测月降雨量，通过对两套数据时空匹配，建立回归模型。结果表明，卫星数据与实测降雨量高度线性相关，其在中国东部和南部的拟合精度
ＴｈｅｒｅｉｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＴＲＭＭｄａｔａａｎｄｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄｏｎｅｓ，ａｎｄｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆＴＲＭＭｄａｔａｐｅｒｆｏｒｍｓｂｅｔｔｅｒｉｎｅａｓｔｅｒｎａｎｄｓｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａｔｈａｎｉｎｗｅｓｔｅｒｎａｎｄｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ．Ａｓｌｉｍｉｔｅｄｂｙｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｈｉｇｈｒａｉｎｆａｌｌｏｆｒａｄａｒ

TRMM卫星降水数据在淮河息县流域径流模拟的适用性

TRMM卫星降水数据在淮河息县流域径流模拟的适用性张鹏举;江善虎;陈宏新;赵敏;李敏娟【期刊名称】《水资源研究》【年(卷),期】2017(006)002【摘要】卫星遥感降水由于高时空分辨率优势为现代水文模拟预报提供了有力的数据支持。

结合地面观测数据,在中纬度淮河息县流域定量评估TRMM卫星降水（3B42RT和3B42V7）的精度,并采用栅格新安江模型进行卫星数据的径流模拟适用性分析。

结果表明：3B42RT与3B42V7存在系统偏差,分别高估流域降水量25.25%与14.88%,ABIAS分别达到70.57%和67.61%,但二者与地面站点数据相关性较好,CC值达到了0.75以上;月尺度上精度有明显提高,ABIAS大幅度下降,CC 值有较大提高,3B42V7的CC值为0.97。

径流模拟方面,对卫星数据设计两种不同模拟情景,情景Ⅰ利用雨量站点观测数据率定模型参数,情景Ⅱ利用卫星降水数据重新率定模型参数,3B42RT在情景Ⅱ下模拟结果较情景Ⅰ下精度有所提高,但仍不及3B42V7模拟结果;3B42V7在情景Ⅰ、Ⅱ下都有较好的径流模拟表现,NSCE达到0.62以上,BIAS在±10.48%之间,CC达到0.79以上,表明TRMM卫星降水具有较好的径流模拟适用性。

本研究可为TRMM和GPM卫星降水数据的水文应用提供参考借鉴。

【总页数】8页(P148-155)【作者】张鹏举;江善虎;陈宏新;赵敏;李敏娟【作者单位】[1]河海大学,水文水资源学院,江苏南京;[2]河海大学,水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京【正文语种】中文【中图分类】P427.3【相关文献】1.TRMM卫星降水数据在珠江流域的适用性评价 [J], 刘晓林;刘超群;杨胜天;李树波2.TRMM卫星降水数据在淮河息县流域径流模拟的适用性 [J], 张鹏举[1];江善虎[2];陈宏新[1];赵敏[1];李敏娟[1]3.TRMM卫星降水数据在怒江流域的适用性分析 [J], 徐东;邹进;陆颖;潘锋4.TRMM卫星降水反演数据在珠江流域的适用性研究——以东江和北江为例 [J], 王兆礼;钟睿达;赖成光;陈晓宏;李军;黄泽勤5.TRMM卫星降水数据在洣水流域径流模拟中的应用 [J], 江善虎;任立良;雍斌;袁飞;龚露燕;杨肖丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

贵州高原地带TRMM 3B42卫星降水数据的精度评价

贵州高原地带TRMM 3B42卫星降水数据的精度评价吴建峰;林淑贞;李威;张凤太【期刊名称】《水文》【年(卷),期】2018(038)004【摘要】在下垫面相对复杂,位于高原地带的贵州,利用19个气象站点实测数据分别从年、季度、月和天时间尺度对TRMM 3B42卫星降水数据进行精度检验,并讨论TRMM 3B42卫星对不同降水强度的探测能力,以此来分析其在贵州的适用性.结果表明,TRMM 3B42降水数据在年尺度上拟合优度较好(R=0.82).研究区内19个站点年均相对误差为-2.39％,其中将近70％的站点数据表现TRMM 3B42降水量低于地面气象站点.月尺度上整体相关系数很好,R达到0.89.但是TRMM 3B42卫星数据对不同季节的探测能力存在差异,其中,冬季相关系数最低.在日尺度上TRMM 3B42降水数据与实际降水偏差大,对降水强度过大或过小的降水情况均不能准确地探测.对于单个站点而言,海拔较低的站点TRMM卫星探测出的降水与实测降水偏差小.【总页数】5页(P87-91)【作者】吴建峰;林淑贞;李威;张凤太【作者单位】贵州师范学院地理与旅游学院, 贵州贵阳 550018;贵州省地理国情监测重点实验室,贵州贵阳 550018;贵州师范学院地理与旅游学院, 贵州贵阳550018;贵州省山地资源研究所,贵州贵阳 550001;贵州师范学院地理与旅游学院, 贵州贵阳 550018;贵州省地理国情监测重点实验室,贵州贵阳 550018【正文语种】中文【中图分类】P412.27【相关文献】1.CMADS、ITPCAS和TRMM 3B42 3套降水数据集在玉龙喀什河流域的适用性评价 [J], 刘俊;刘时银;上官冬辉;徐敬东2.乌苏里江流域TRMM降水数据精度评价与修正 [J], 石晓丹;王加虎;满霞玉;顾雯;申瑞凤3.CMADS、ITPCAS和TRMM 3B42 3套降水数据集在玉龙喀什河流域的适用性评价 [J], 刘俊;刘时银;上官冬辉;徐敬东;4.陕西秦巴山区TRMM 3B42卫星降水数据精度评价 [J], 任亮;王晓峰;曾昭昭5.红河流域TRMM卫星降水数据精度评价 [J], 张月圆;李运刚;季漩;罗贤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

红河流域TRMM卫星降水数据精度评价

红河流域TRMM卫星降水数据精度评价张月圆;李运刚;季漩;罗贤【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2017(28)2【摘要】利用红河流域及周边地区45个气象站点1998-2015年实测降水数据,在不同时空尺度上对TRMM3B43V7卫星降水数据进行精度评价,并分析高程、坡度和坡向对降水数据精度的影响。

结果表明:在年尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R^2为0.75,整体上TRMM降水数据比站点实测降水数据偏高7.73%,月尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R^2为0.84,两者之间相关性显著,季尺度上,春季降水拟合优度(R^2=0.77)高于其余3个季节,冬季降水拟合优度最差(R^2=0.64);流域尺度上,降水重心移动轨迹表明TRMM降水数据基本能反映降水的空间分布及演变过程,站点尺度上,各站点的相关系数均大于0.84,相对偏差较大的站点主要分布在河谷和盆地地区;TRMM降水数据在海拔大于1 000 m、坡度小于2°以及东南方向上的精度较高;主成分分析方法表明坡度和坡向对TRMM降水数据精度的影响大于高程。

【总页数】8页(P1-8)【关键词】TRMM;3B43;降水;时空尺度;演变规律;高程;坡度和坡向;精度评价;红河流域【作者】张月圆;李运刚;季漩;罗贤【作者单位】云南大学云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P333【相关文献】1.湘江流域TRMM降水数据精度检验 [J], 黄萍;路京选;李德龙;宋文龙;曲伟2.乌苏里江流域TRMM降水数据精度评价与修正 [J], 石晓丹;王加虎;满霞玉;顾雯;申瑞凤3.陕西秦巴山区TRMM 3B42卫星降水数据精度评价 [J], 任亮;王晓峰;曾昭昭4.红河上游流域MSWEP降水数据精度评价和影响因素研究 [J], 吴青见5.塔里木河流域TRMM降水数据精度评估 [J], 沈彬;李新功因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

湘江流域TRMM降水数据精度检验

湘江流域TRMM降水数据精度检验作者：黄萍等来源：《南水北调与水利科技》2015年第03期摘要：数据精度检验是卫星遥感降水数据应用中的关键问题之一。

目前对TRMM数据精度检验多以偏差和相关性分析等方法为主，对不同雨量等级的估计检验比较缺乏。

针对湘江流域，引入模糊综合评分方法以解决不同雨量等级降水估计的检验，同时利用泰森多边形法、模糊综合评分方法、相关系数法和散点斜率法，以研究区内14个气象站点实测降水数据为“真值”，对TRMM 3B42降水数据在日、月尺度分别进行了定性和定量精度检验。

结果表明：研究区TRMM3B42降水数据在月、日尺度上相关系数分别达到了0.93、0.48，前者偏差值Bias比后者低84%，精度更优；在不同降水量级的预测中，精度由好到差依次为小雨、暴雨、大雨、中雨，其中小雨预报精度最好，达到良好水平，其他雨量级预报精度为中等水平。

关键词：湘江流域；降水数据；TRMM 3B42产品；精度检验中图分类号：P333 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2015）03-0401-05Abstract：The precipitation data predicted by satellite remote sensing technique are widely used，and the accuracy test of precipitation data is one of the key problems in application.Deviation and correlation analyses are the main methods for the accuracy test of TRMM data，and the accuracy test of different levels of precipitation is lacked.The fuzzy comprehensive evaluation was introduced to perform the accuracy test of different levels of precipitation in the Xiang River Basin.Based on Thiessen polygons method，fuzzy comprehensive evaluation，correlation coefficient method，and scatter points slope method，the accuracy of TRMM 3B42 data at the monthly and daily time scales from 1998 to 2009 was validated using the measured precipitation data at 14 gauge stations.The results showed （1） the correlation coefficients of TRMM 3B42 precipitation data reach 0.93 at monthly time scale and 0.48 at daily time scale，and the Bias of former data is 84% lower than that of latter data；and （2） for different levels of precipitation data，the prediction accuracy of light rain is the best，followed by heavy rain，rainstorm，and moderate rain.Key words：Xiang River Basin；precipitation；TRMM 3B42；accuracy test降水是地球水循环的重要组成部分，连接着大气循环过程与地表循环过程，具有重要的气象学、气候学和水文学意义[1-4]。

TRMM卫星降雨数据的精度及径流模拟评估

关键词
TRMM 3B42 V7，降水数据，精度评估，影响因素，径流模拟
1. 引言
降水作为水循环的主要环节，是水文分析的基础。降水数据是水文模型的输入要素，其精度对降雨-径流过程模拟具有重大影响。目前降水数据获取途径中应用最普遍的是雨量站观测，其特点是测点处精度较高但周围数据常需通过插值获得。由于降水时空分布不均，雨量站数量不足、空间展布不合理以及观测时间不连续等因素往往使得站点降水数据精度受限[1]，尤其在资料稀缺区和地形复杂区。卫星测雨技术在获得具有一定时空精度的连续降水数据方面具有独特优势，能一定程度弥补传统测雨方法的不足[2]，特别在资料稀缺区有很大的应用前景，是未来水文研究及应用的发展趋势。热带测雨观测计划 TRMM 卫星携带的独有仪器装备为卫星测雨提供了有力支持。 TRMM 卫星由美国国家宇航局和日本国家空间发展局联合研制并于 1997 年 11 月 27 日发射，它是第一颗通过多频率微波、可见远红外线以及太空降雨雷达来测量热带和亚热带降雨的卫星[3]。降雨数据范围覆盖全球 38˚S~38˚N、180˚W~180˚E 间的范围，自 2001 年 8 月变轨后扩展至 50˚S~50˚N，包括我国除东北少部分地区外
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TRMM 卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
所有面积。TRMM 卫星提供多级测雨产品，用户可根据所需时空精度等下载使用。 TRMM 降雨产品的精度评估和径流模拟等应用方面已成为国内外研究的热点。在精度评估方面，Koo 等[4] 采用 TRMM 3B42 V6 降雨资料从雨量、频率和强度等方面分析了韩国夏季降雨特性，指出了 TRMM 降雨在不同时间尺度和空间上的分布情况，但研究时段仅选取为 6~8 月未对全年进行全面分析；白爱娟等[5] [6]将 TRMM 3B41 实时数据分别在青藏高原及陕西周边区域与站点数据对比分析区域夏季降雨规律及基本特征，该版本数据时间分辨率为 1 h 适用于日变化分析，主要是规律性揭示和定性研究，时间跨度也限于夏季；刘俊峰等[7]分析了 TRMM 3B42 数据在中国大陆 50˚N 以南大范围地区的整体情况，结果表明 TRMM 数据与地面观测数据相关性较好，并指出精度随日月年尺度逐渐提高，湿润区好于干旱区，启示我们 TRMM 在降雨丰沛地区适用性更强，但文中给出的精度指标主要是相关系数的一个范围及其在地理上的空间分布情况，我们可以针对某一地区细化并可采用更多精度衡量指标；谷黄河等[8]将 TRMM 3B42 与站点数据在时空分布上对比表明 TRMM 数据在长江流域有较高精度，采用了多个指标但选取的 2008 年 4~12 月区间内的资料时间序列短未考虑到年际变化及差异；李相虎等[9]利用 TRMM 3B42 V6 3 h 数据在鄱阳湖流域分析降雨时空分布特征及对比了不同子流域、雨强和季节的精度差别，弥补了以往只评价整体精度的不足，指出高程和坡度对山区精度存在影响的可能但未进一步分析；吴雪娇等[10]对比黑河流域 3B42 V7 数据和 9 个站点数据分析山区降水，指出 TRMM 在数据稀少区的作用，并发现夏季拟合度高于冬季，且降水数据精度随海拔上升而下降，但站点数目较少可能存在不确定性；蔡妍聪等[11]用新版本 3B42 V7 3 h 数据验证在中高纬度内蒙古地区精度发现在整个研究区总体表现为高估降雨量，但区域上存在高低估并存的非一致现象，并分析了海拔和多年平均降雨对精度的影响；高洁[12]采用 TRMM 3B43 月降雨量与中国 718 个地面雨量站对比表明两者高度线性相关，TRMM 数据普遍表现为低估，该研究采用月版本数据与 3B42 数据研究结论存在差异指出汛期精度低于非汛期；而李威等[13]将 TRMM 3B43 月降雨数据用于分析在月、季、年尺度下喀斯特山区的适用性时发现 TRMM 降雨估计偏大，月精度最高；杨雨蒙等[14] 将 TRMM 3B42 V7 新产品与气象站点降雨数据在湖南省对比发现，日尺度两者相关性很低仅 0.31，月尺度显著提高为 0.88，干旱季节表现优于湿润季节，且阐释了空间要素对 TRMM 数据可靠性存在影响，该文是将 TRMM 降雨数据双线性内插得到对应站点的降雨估计值，对于高海拔或地形复杂的粗差点地区不能很好求解，一定程度影响了精度分析；一些研究[15] [16]表明在不同地区 TRMM 3B42 V7 新版本比 V6 数据精度有所提高；在径流模拟方面， Bruno Collischonn 等[17]在亚马逊流域将 TRMM 卫星 3h 数据与地面观测数据驱动大尺度水文模型，表明两者模拟结果接近；国内开展系列研究[18]-[21]将 TRMM 降雨数据应用不同流域并输入不同水文模型中发现 TRMM 降雨数据能基本再现日径流过程但洪峰模拟精度不高，而月径流模拟则较精准。综上发现，① TRMM 降雨数据的已有研究成果中既有相似结论，也有存在差异甚至相悖的地方，TRMM 降水数据精度及规律随数据版本和研究区域的尺度范围、气候条件及地理地形等不同而表现不同，针对特定区域有必要具体分析，为今后 TRMM 精度订正和提高区域适用性奠定基础。 ② 虽然目前对 TRMM 的评估已取得不少成果，总的研究内容也趋于丰富化，各自研究都具有一些侧重点，但对 TRMM 进行较为系统的评估的研究还较少，仍存在研究时段短、衡量指标单一、对比站点数目少、评定内容有限及数据版本非最新等一些局限，这些研究大都仅展开精度分析而未对应用性进行评定或展开径流模拟应用分析但对精度评估较简略。 ③ 这些研究中对影响精度的相关因素的分析相对较少，对精度的评价有助于分析数据的可用性，但考虑影响精度的因素将有助于数据的改进，同时用于径流模拟中可对其进行应用性评估，又从侧面印证其精度。鉴于此，本文旨在回答三方面问题：一是 TRMM 卫星降雨数据的精度如何，从日、月的不同时间尺度和流域、栅格的不同空间尺度进行多角度分析；二是 TRMM 数据精度存在何种规律及其影响因素，以不同时期、不同雨强和不同高程展开多方面的探究；三是 TRMM 降雨数据的应用性如何，通过径流模拟效果进行评定，同时反过来验证 TRMM 数据的精度。本文选取湘江流域为研究区，采用改善的新产品 TRMM 3B42 V7，通过与站点数据的对比展开了较为全面细致的多尺度、多方面的系统评估，同时揭示了影响精度的相关因素以期为今后精度订正提供思路，并

trmm降水数据适用性评估流程

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贵州高原地带TRMM 3B42卫星降水数据的精度评价

第38卷第4期2018年8月水文JOURNAL OF CHINA HYDROLOGYVol.38 No.4Aug., 2018贵州高原地带TR M M3B42卫星降水数据的精度评价吴建峰l林淑贞\李威3袁张凤太u(1.贵州师范学院地理与旅游学院，贵州贵阳550018;2.贵州省地理国情监测重点实验室，贵州贵阳550018;3.贵州省山地资源研究所，贵州贵阳550001)摘要：在下垫面相对复杂，位于高原地带的贵州，利用19个气象站点实测数据分别从年、季度、月和天时间尺度对TRMM3B42卫星降水数据进行精度检验，并讨论TRMM3B42卫星对不同降水强度的探测能力，以此来分析其在贵州的适用性。

结果表明，TRMM3B42降水数据在年尺度上拟合优度较好 (R=0.82)。

研究区内19个站点年均相对误差为-2.39%，其中将近70%的站点数据表现TRMM3B42降水量低于地面气象站点。

月尺度上整体相关系数很好，R达到0.89。

但是TRMM3B42卫星数据对不同季节的探测能力存在差异，其中，冬季相关系数最低。

在日尺度上TRMM3B42降水数据与实际降水偏差大，对降水强度过大或过小的降水情况均不能准确地探测。

对于单个站点而言，海拔较低的站点 TRMM卫星探测出的降水与实测降水偏差小。

关键词:TRMM3B42曰贵州高原地带;精度评价中图分类号:P412.27 文献标识码:A文章编号：1000-0852(2018)04-0087-05准确可靠地估计和测量区域降水和气象情况，对于水文研究和水资源管理应用至关重要[1]遥目前，获取降水观测信息的方式主要有地面气象监测站点、雷达观测、遥感卫星监测[2]。

其中遥感卫星不仅时空分辨率高、覆盖面积广，而且还有获取信息周期短、速度快、能够动态地反映降水的变化、受自然条件的约束小等优势，具有较广的应用前景。

TRMM卫星自成功发射以来，它为气象工作者提供了大量热带海洋降水、云中液态水的含量、潜热释放等气象数据[3-5]。

陕西秦巴山区TRMM3B42卫星降水数据精度评价_任亮_王晓峰_曾昭昭

降水作为水循环过程中的重要因子之一，在各种时空尺度的大气活动中扮演着非常重要的角色。［１－２］由于受大气环流、地形起伏以及海陆位置等诸多因素的影响，降水具有强烈的时空异质性，以山区降水尤为突出。［２－３］传统的降水数据主要来自地面气象站点雨量观测并通过空间插值来获得［４］，精度较高；但在高海拔地区，受到经济条件、地形等因素的影响，站点布设不足且通常布设在海拔较低的区域，观测范围有限，难以充分反映复杂山地降水的时空分布异质性，因此实测降水资料匮乏为当地的降水研究带来困难。
卫星的探测精确度有影响。吴建峰等在［１４］地形复杂的重庆地区，验证了ＴＲＭＭ３Ｂ４３月降水数据在复杂山地的精度，并分析了高程和坡度对月尺度验证结果的影响。王晓云等将［１５］ＴＲＭＭ数据应用于我国降雨量与降水侵蚀力的计算，证明了ＴＲＭＭ数据在该方向研究的适用性。
Ｘｉ′ａｎ７１０１１９，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｈａａｎｘｉＱｉｎｌｉｎｇ－ＤａｂａＭｏｕｎｔａｉｎｓｉｓａｔｙｐｉｃａｌａｒｅａｗｈｉｃｈｈａｓａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｅｒｒａｉｎ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｅａ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｃｈｏｓｅｔｈｅｄａｔａｆｒｏｍ２３ｒａｉｎｇａｕｇｅｓｔａｔｉｏｎｓｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２（ｔｒｏｐｉｃａｌｒａｉｎｆａｌｌｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｉｓｓｉｏｎ）ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｄａｔａｏｖｅｒｔｈｅｐｅｒｉｏｄｏｆ１９９８— ２０１４ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓｃａｌｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｒｒａｉｎｒｅｇｉｏｎ，ａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｒａｉｎｙｅｖｅｎｔｓｆｏｒＴＲＭＭ３Ｂ４２ｄａｉｌｙｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＴＲＭＭ３Ｂ４２ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｈａｄａｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙｉｎｔｈｅａｎｎｕａｌ，ｍｏｎｔｈａｎｄｑｕａｒｔｅｒｔｉｍｅｓｃａｌｅ，ａｎｄｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｓｎｏｔｇｏｏｄｅｎｏｕｇｈｉｎｔｈｅｄａｉｌｙｔｉｍｅｓｃａｌｅ．Ｉｔｓｈｏｗｅｄｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｒａｉｎｅｖｅｎｔｓｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｅｑｕｉｔａｂｌｅｔｈｒｅａｔｓｃｏｒｅ（ＳＥＴ）ｏｆ０．３８ｉｎｅａｃｈｒａｉｎｇａｕｇｅｓｔａｔｉｏｎ．ＴＲＭＭｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｏｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓ．ＦｒｏｍＭａｙｔｏＯｃｔｏｂｅｒ，ｔｈｅｒｅｗａｓａｃｅｒｔａｉｎｏｖｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂａｓｉｎａｒｅａ，ａｎｄｓｏｍｅｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｏｕｎｔａｉｎｒｅｇｉｏｎ．Ｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｏｖｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｎｄｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｅｗａｓｂｏｔｈｌｅｓｓｔｈａｎ１０％．Ｉｎｔｈｅｄｒｙｓｅａｓｏｎｒａｉｎｆａｌｌ，ＴＲＭＭｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｈａｄａｇｏｏｄｆｉｔｗｉｔｈｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｈａｄｉｍｐａｃｔｓｏｎｄａｔａａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｅｒｒｏｒｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｙｅｔｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｒａｉｎｅｖｅｎｔｓｂｅｃａｍｅｗｅａｋｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｌｔｉｔｕｄｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｎｄａｔａａｃｃｕｒａｃｙｗａｓｏｐｐｏｓｉｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｈａａｎｘｉＱｉｎｌｉｎｇ－ＤａｂａＭｏｕｎｔａｉｎｓ；ＴＲＭＭ３Ｂ４２；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ｓｃａｌｅ

GPM与TRMM降水数据在中国大陆的精度评估与对比

GPM与TRMM降水数据在中国大陆的精度评估与对比李麒崙;张万昌;易路;刘金平;陈豪【期刊名称】《水科学进展》【年(卷),期】2018(29)3【摘要】为评估TRMM 3B42(TRMM)和新一代GPM IMERG(GPM)卫星降水产品精度,基于国内824个气象站点日降水数据,选用相关系数(R)、相对误差(E_R)和公正先兆评分(S_(ET))等指标,对比分析了二者在中国大陆和九大流域内逐日、逐月尺度的观测精度。

研究表明:(1)在日尺度上,中国大陆内的GPM降水数据精度整体优于TRMM,二者的R、E_R和S_(ET)分别达到了0.73、2.03%、0.36和0.70、3.75%、0.33;(2)GPM和TRMM日降水数据在海河流域、淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域呈现较高的观测精度,在松辽流域、黄河流域、西南诸河片区精度次之,在内陆河片区相对最低;(3)在月尺度上,中国大陆内的GPM冬季降水精度明显好于TRMM,这是由于GPM提高了对弱降水和固态降水的观测能力。

总体上,GPM降水产品在中国各大流域精度较好且优于TRMM,表明其在流域降水研究及水文模拟中将有较好的应用前景。

【总页数】11页(P303-313)【关键词】TRMM;GPM;降水量;流域分区;精度评价;分类统计指标【作者】李麒崙;张万昌;易路;刘金平;陈豪【作者单位】中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室;中国科学院大学;南京大学环境学院【正文语种】中文【中图分类】P339【相关文献】1.TRMM/GPM和StageⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估 [J], 冯克鹏;田军仓;洪阳;唐国强;阚光远;罗翔宇2.GPM IMERG和ERA5降水数据精度在云南复杂地形区域的评估检验 [J], 赵平伟;李斌;王佳妮;杨宏庆;郭萍;龚丽军3.GPM卫星降水产品在中国大陆的精度评估 [J], 张茹;雍斌;曾岁康4.TRMM/GPM卫星降水产品在淮河上游逐日和小时尺度的精度评估 [J], 王蕊;余钟波;杨传国;李莹5.GPM与TRMM降水数据在海河流域的精度对比研究 [J], 魏志明;岳官印;李家;吕天阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TRMMGPM和StageⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估

第３９卷　第４期Ｖｏｌ．３９　Ｎｏ．４冯克鹏ＴＲＭＭ／ＧＰＭ和ＳｔａｇｅⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估冯克鹏１，２，３，田军仓１，２，３，洪阳４，唐国强５，阚光远５，罗翔宇４（１．宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川７５００２１；２．宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，宁夏银川７５００２１；３．旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，宁夏银川７５００２１；４．俄克拉荷马大学土木工程与环境科学学院，美国俄克拉荷马州诺曼７３０７２；５．清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京１０００８４）收稿日期：２０１９－０７－０６；修回日期：２０１９－０９－０９；网络出版时间：２０２１－０４－０７网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１８１４．ＴＨ．２０２１０４０６．１０５７．００８．ｈｔｍｌ基金项目：宁夏回族自治区重点研发计划重大科技项目（２０１８ＢＢＦ０２０２２）；宁夏高等学校一流学科建设项目（ＮＸＹＬＸＫ２０１７Ａ０３）；国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＣ０４０８１０４）第一作者简介：冯克鹏（１９７９—），男，宁夏银川人，副教授，博士（ｆｅｎｇ＿ｋｐ＠１６３．ｃｏｍ），主要从事气候变化与水文水资源研究．通信作者简介：田军仓（１９５８—），男，陕西扶风人，教授，博士生导师（ｓｌｘｔｊｃ＠１６３．ｃｏｍ），主要从事水资源高效利用研究．摘要：以地面观测降水作为参照，在美国俄克拉荷马州ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域，对比分析了ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水和ＳｔａｇｅⅣ雷达降水的精度，并用这３种降水产品驱动ＣＲＥＳＴ分布式水文模型，评估了其水文模拟效用．研究表明：３种降水产品与地面降水的相关系数均大于０．５，通过了０．０５置信水平检验；ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水对无雨和微雨存在低估，对大雨和暴雨存在高估；总体上，ＳｔａｇｅⅣ降水精度最好，其次ＧＰＭ降水精度优于ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７．在水文模拟效用评估中，设定相同率定期，分别使用３种降水产品率定ＣＲＥＳＴ模型参数，得到率定参数集后，在相同验证期对流域日径流过程进行模拟．对比结果表明：ＳｔａｇｅⅣ雷达降水在小流域水文模拟中效果最好，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ次之，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７模拟效果不理想．关键词：小流域；ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域；ＴＲＭＭ；ＧＰＭ；ＳｔａｇｅⅣ；ＣＲＥＳＴ模型；水文模拟中图分类号：Ｓ２７７．９；ＴＶ１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０２１）０４－０３９７－０７Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１９．０１６８开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：　冯克鹏，田军仓，洪阳，等．ＴＲＭＭ／ＧＰＭ和ＳｔａｇｅⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０２１，３９（４）：３９７－４０３．ＦＥＮＧＫｅｐｅｎｇ，ＴＩＡＮＪｕｎｃａｎｇ，ＨＯＮＧＹａｎｇ，ｅｔａｌ．ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｕｎｏｆｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴＲＭＭ／ＧＰＭａｎｄＳｔａｇｅⅣｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｓｍａｌｌｗａｔｅｒｓｈｅｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＪＤＩＭＥ），２０２１，３９（４）：３９７－４０３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｕｎｏｆｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴＲＭＭ／ＧＰＭａｎｄＳｔａｇｅⅣｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎｓｍａｌｌｗａｔｅｒｓｈｅｄＦＥＮＧＫｅｐｅｎｇ１，２，３，ＴＩＡＮＪｕｎｃａｎｇ１，２，３，ＨＯＮＧＹａｎｇ４，ＴＡＮＧＧｕｏｑｉａｎｇ５，ＫＡＮＧｕａｎｇｙｕａｎ５，ＬＵＯＸｉａｎｇｙｕ４（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｉｎｇｘｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ，Ｎｉｎｇｘｉａ７５００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｉｎｇｘｉａＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＷａｔｅｒｓａｖｉｎｇＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ，Ｎｉｎｇｘｉａ７５００２１，Ｃｈｉｎａ；３．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｆｆｉｃｉｅｎｔＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＭｏｄｅｒｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｉｎＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎｓ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ，Ｎｉｎｇｘｉａ７５００２１，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＯｋｌａｈｏｍａ，Ｎｏｒｍａｎ，ＯＫ７３０７２，ＵＳＡ；５．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ａｎｄＳｔａｇｅⅣｒａｄａｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｅＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ，Ｏｋｌａｈｏｍａ，ｔｈｅＵＳＡ，ｕｓｉｎｇｇｒｏｕｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．ＴｈｅＣＲＥＳＴ，ａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｗａｓｄｒｉｖｅｎｂｙｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄｉｔｓｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｔｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｔｈａｎ０．５，ａｎｄｐａｓｓｅｄｔｈｅ０．０５ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅｌｅｖｅｌｔｅｓｔ．ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧａｎｄＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｈａｖｅｔｈｅｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｎｏｒａｉｎａｎｄｌｉｇｈｔｒａｉｎ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｒａｉｎａｎｄｖｉｏｌｅｎｔｒａｉｎ．Ｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ＳｔａｇｅⅣｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ａｎｄ，ＧＰＭｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７．Ｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｔｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓａｍｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｗａｓｓｅｔａｎｄｔｈｅＣＲＥＳＴｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｔｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ｔｈｅｂａｓｉｎ′ｓｄａｉｌｙｒｕｎｏｆｆｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｎｔｈｅｓａｍｅｖａｌｉｄａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ．ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＳｔａｇｅⅣｒａｄａｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｅｆｆｅｃｔｉｎｓｍａｌｌｗａｔｅｒｓｈｅｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ｂｕｔＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｉｓｎｏｔｉｄｅａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌｗａｔｅｒｓｈｅｄ；ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ；ＴｒｏｐｉｃａｌＲａｉｎｆａｌｌＭｅａｓｕｒｉｎｇＭｉｓｓｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅ；ＧｌｏｂａｌＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ＮＣＥＰＭｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒＳｔａｇｅⅣＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ；ＣｏｕｐｌｅｄＲｏｕｔｉｎｇａｎｄＥｘｃｅｓｓＳｔｏｒａｇｅｍｏｄｅｌ；ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ降水在气候、气象、水文预报、水文灾害等领域的研究、监测和预测中发挥着重要作用．对降水的准确估计和大范围快速获取高时空分辨率的连续降水观测数据，能够促进对水循环的理解，同时对流域水文过程模拟以及预报具有重要意义［１－２］．近年来，随着卫星遥感技术和雷达测雨技术快速发展，反演降水的算法不断地进步，出现了大量不同时空分辨率的卫星和雷达降水产品［３－４］，有效地促进了不同尺度的水循环研究．尤其以热带降水测量计划（ＴＲＭＭ）、全球降水观测计划（ＧＰＭ）和定量降水估计产品（ＮＣＥＰＳｔａｇｅⅣＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ＳｔａｇｅⅣ）为代表的卫星和雷达降水产品在时效性和观测精度上取得了极大进步．国内外学者就上述３种降水产品，围绕降水精度评估、利用卫星雷达降水分析不同时空尺度降水变化，模拟水文效用等方面开展了大量研究［５－７］，基于上述降水产品开发的全球或大中型区域尺度的径流模拟和实时预报系统，在多次水文灾害事件的预报和再现中得到了积极的评价［８－９］．然而卫星和雷达降水产品尚存在明显的空间变异性，在不同时空尺度的水文应用中仍存在明显的不确定性．特别是卫星和雷达降水在小流域尺度水文模拟和预报中的能力，仍是目前值得深入研究的内容．文中选取典型小流域，基于地面雨量站降水观测数据，评估ＴＲＭＭ卫星降水产品３Ｂ４２Ｖ７、ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水产品、ＳｔａｇｅⅣ雷达降水产品的精度，并结合ＣＲＥＳＴ分布式水文模型，模拟再现该流域日径流量过程，评估３种降水产品在小流域尺度的水文模拟效用，从而为卫星降水，雷达降水产品在水文行业中研究和应用提供参考．１　研究区域、数据和方法１．１　研究区域ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域位于美国俄克拉荷马州西南部，它是Ｗａｓｈｉｔａ河的一条小支流．流域面积６１１ｋｍ２，海拔高度３００～５００ｍ，地势较平坦，土壤主要为细沙和粉质壤土．该流域属于亚热带湿润季风气候，多年年均降水量７６０ｍｍ，降水和洪水多发生在春夏两季．ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ多年日均流量仅为１．２３ｍ３／ｓ．美国能源部橡树岭国家实验室（ＯａｋＲｉｄｇｅＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＵＳＡ）的河流分级系统（ＵＳＳＣＥ，ＴｈｅＵ．Ｓ．ＳｔｒｅａｍＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）将全美２６０万条河流分为８级，从大到小分别为超大河流（ＧｒｅａｔＲｉｖｅｒ）、大河（ＬａｒｇｅＲｉｖｅｒ）、干流（ＭａｉｎＳｔｅｍ）、中等河流（ＭｅｄｉｕｍＲｉｖｅｒ）、小河（ＳｍａｌｌＲｉｖｅｒ）、溪流（ＬａｒｇｅＣｒｅｅｋ）、小溪（Ｃｒｅｅｋ）、河源（Ｈｅａｄｗａｔｅｒ）．在该河流分级系统中，ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ属于河源Ｈｅａｄｗａｔｅｒ级别．因此，结合流域面积、日均流量以及美国河流分级系统数据，所选取的ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域属于典型小流域．１．２　研究数据文中拟评估ＴＲＭＭ／ＧＰＭ卫星降水和ＳｔａｇｅⅣ雷达降水在小流域水文模拟效用．因此，除上述３种卫星雷达降水数据，还选用了研究区域内雨量站地面观测降水数据，用以评估卫星雷达降水的精度．文中设定所有选用的数据时间段为２０１４年６月１日—２０１８年６月３０日，统一时间分辨率为日尺度，３９８空间分辨率为０．００８３°×０．００８３°（约１ｋｍ２）．１．２．１　ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水文中选用了ＴＲＭＭ降雨估计产品３Ｂ４２Ｖ７．ＴＲＭＭ卫星２０１５年４月由于燃料耗尽，正式结束观测任务．由于ＴＭＰＡ降水产品的成功，ＴＲＭＭ团队并没有因卫星终止观测而终止ＴＭＰＡ降水数据产品．而是运用多种方法来延续ＴＭＰＡ降水产品．文中选择ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７降水产品也意在评估当前条件下，该数据集模拟水文效用的能力．该数据空间分辨率为０．２５°×０．２５°，时间分辨率为３ｈ，降水单位为ｍｍ／ｈ，数据获取地址ｈｔｔｐｓ：／／ｐｍｍ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ｔｒｍｍ／．１．２．２　ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水ＧＰＭ是美国国家航空航天局（ＮａｔｉｏｎａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＳｐａｃｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＮＡＳＡ）主导的ＴＲＭＭ的后续全球卫星降水观测计划．ＧＰＭ的核心观测平台于２０１４年２月２８日发射，能够提供全球３ｈ以内雨雪观测数据．ＧＰＭ覆盖范围大，时空分辨率高，传感器性能更优，可精确地探测微量降水．ＧＰＭ数据Ｌｅｖｅｌ１－３产品可通过该网站ｈｔｔｐｓ：／／ｐｍｍ．ｇｓｆｃ．ｎａｓａ．ｇｏｖ／ＧＰＭ下载．文中选用ＧＰＭ３０ｍｉｎ雨雪数据产品０５Ｂ＿Ｆｉｎａｌ．其空间分辨率为０．１°×０．１°，时间分辨率为３０ｍｉｎ，降水单位为ｍｍ／ｈ．１．２．３　ＮＣＥＰ－ＳｔａｇｅⅣ雷达降水ＮＣＥＰ－ＳｔａｇｅⅣ是美国气象局国家环境预报中心的雷达定量估测降水产品（ｗｗｗ．ｅｍｃ．ｎｃｅｐ．ｎｏａａ．ｇｏｖ／ｍｍｂ／ｙｌｉｎ／ｐｃｐａｎｌ／ｓｔａｇｅ４／），项目起始于２００１年１２月１日．其数据结合全美大约１５０个多普勒新一代天气雷达的降水估计值和约５５００个地面雨量计的测量值，由分布在美国大陆的１２个河流预报中心按各自区域生产．数据采集开始于每小时的３３ｍｉｎ，并以１ｈ和６ｈ为时间步长进行累积计算，迭代复核和人工质量控制，最后将各区域数据镶嵌合成美国大陆雷达降水定量估测数据．该数据空间分辨率４ｋｍ，时间分辨率１ｈ，６ｈ，２４ｈ，降水单位ｍｍ．１．２．４　流域地面观测降水流域内地面观测降水资料采用美国国家海洋和大气局（ＮＯＡＡ）降水观测数据．流域边界、径流和地形资料分别采用美国地质调查局（ＵＳＧＳ）提供的流域边界数据集（ＷａｔｅｒｓｈｅｄＢｏｕｎｄａｒｙＤａｔａｓｅｔＶ２．２．１），美国１０ｍ精度数字高程模型（ＤＥＭ）以及美国国家水信息系统数据．在ＤＥＭ数据的基础上，应用ＧＩＳ空间分析工具，提取流域河网、河网流向、河网汇聚等信息．潜在蒸散发数据来自ＵＳＧＳ饥荒预警系统（ＦａｍｉｎｅＥａｒｌｙＷａｒｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ＦＥＷＳ，ｈｔｔｐｓ：／／ｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇ．ｕｓｇｓ．ｇｏｖ／ｆｅｗｓ／ｄａｔａｄｏｗｎｌｏａｄｓ／Ｇｌｏｂａｌ／ＰＥＴ），其每日全球潜在蒸散量是根据每６ｈ从全球资料同化系统提取的气候数据，使用Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ方程计算得出，然后求和获得每日总计．该数据空间分辨率１．０°×１．０°，时间分辨率１ｄ．１．３　ＣＲＥＳＴ分布式水文模型ＣＲＥＳＴ（ＣｏｕｐｌｅｄＲｏｕｔｉｎｇａｎｄＥｘｃｅｓｓＳｔｏｒａｇｅ）模型由美国俄克拉荷马大学水文气象与遥感实验室（ＨｙＤＲＯＳ）和美国宇航局（ＮＡＳＡ）ＳＥＲＶＩＲ团队联合开发．它是一个分布式水文模型，将全流域划分为若干网格，使用可变渗透能力曲线逐网格进行产流计算，并利用多线性水库逐网格计算地表和地下水汇流，最后通过耦合产流要素和汇流结构，模拟再现径流过程．该模型在全球尺度、大区域尺度以及中小尺度都有出色的水文模拟和预报能力．ＣＲＥＳＴ模型运行时，需要输入的数据包括数据流域信息（如流域边界、ＤＥＭ、流向等）、降水、潜在蒸散发、流域出口流量、初始条件以及模型参数．模型输出结果包括土壤含水量、土壤湿度、地面径流等．为节省篇幅，有关模型数据预处理，模型参数取值范围等详细信息请参考美国俄克拉荷马大学ＨｙＤＲＯＳ实验室ＣＲＥＳＴ模型网址（ｈｔｔｐ：／／ｈｙｄｒｏ．ｏｕ．ｅｄｕ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｃｒｅｓｔ／）．１．４　统计评估指标文中选择了５种统计验证指标：相对偏差Ｂｉａｓ、均方根误差ＲＭＳＥ、平均绝对误差ＭＡＥ、相关系数ＣＣ、判定系数Ｒ２定量评估ＴＲＭＭ，ＧＰＭ，ＳｔａｇｅⅣ卫星雷达降水的精度．采用纳什效率系数ＮＳＣＥ、相对偏差Ｂｉａｓ和相关系数ＣＣ评估各降水产品的水文模拟效用．计算公式分别为Ｂｉａｓ＝∑ｎｉ＝１Ｓｉｍｉ－∑ｎｉ＝１Ｏｂｓｉ∑ｎｉ＝１Ｏｂｓｉ·１００，（１）ＲＭＳＥ＝∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｓｉｍｉ）２ｎ槡，（２）ＭＡＥ＝１ｎ∑ｎｉ＝１Ｓｉｍｉ－Ｏｂｓｉ，（３）ＣＣ＝∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｏｂｓ）（Ｓｉｍｉ－Ｓｉｍ）∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｏｂｓ）２∑ｎｉ＝１（Ｓｉｍｉ－Ｓｉｍ）槡２，（４）ＮＳＣＥ＝１－∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｓｉｍｉ）２∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｏｂｓ）２，（５）３９９Ｒ２＝∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｏｂｓ）（Ｓｉｍｉ－Ｓｉｍ）∑ｎｉ＝１（Ｏｂｓｉ－Ｏｂｓ）２∑ｎｉ＝１（Ｓｉｍｉ－Ｓｉｍ）槡２２，（６）式中：Ｓｉｍ为ＴＲＭＭ，ＧＰＭ，ＳｔａｇｅⅣ降水估测数据或ＣＲＥＳＴ模型模拟出的径流数据；Ｏｂｓ为地面雨量站降水观测数据或径流站流量观测数据；ｎ为模拟值或观测值总数；ｉ为第ｉ个模拟值或观测值．４个评估指标Ｂｉａｓ＝０％，ＲＭＳＥ＝０，ＣＣ＝１，ＮＳＣＥ＝１代表最好的评估结果．为了细致地定量评估各降水产品的水文模拟效用，根据ＭＯＲＩＡＳＩ等［１０］的工作，将ＮＳＣＥ值分为４个区间，代表４个级别水文模拟效用：较差（ＮＳＣＥ≤０．５０），适用（０．５０＜ＮＳＣＥ≤０．６５），良好（０．６５＜ＮＳＣＥ≤０．７５），优秀（０．７５＜ＮＳＣＥ≤１．００）．２　结果与讨论２．１　降水精度评估鉴于卫星和雷达降水产品误差与空间尺度有关，文中以２０１４年６月１日—２０１８年６月３０日地面雨量站观测降水作为参照，对同期的卫星降水ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和雷达降水ＳｔａｇｅⅣ，分别在单个栅格和流域２种尺度进行降水精度评估．２．１．１　单个栅格尺度降水精度选取至少包含１个雨量站的栅格，若该栅格内包含多个雨量站，则将栅格内所有站点的降水量求算术平均，与上述３种降水产品对应栅格降水数据进行对比，如表１和图１所示，其中ｐ为地面观测降水量；ｐＴ，ｐＧ，ｐＳ分别为３种降水产品对应降水量．ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水，ＳｔａｇｅⅣ雷达降水与地面观测降水相关系数分别为０．５５，０．６５，０．７６．结合判断系数Ｒ２，误差ＲＭＳＥ，ＭＡＥ统计指标，总体上ＳｔａｇｅⅣ雷达降水与地面降水吻合最好，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ次之，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７再次．３种降水产品与地面降水的相关系数均大于０．５，且通过了０．０５置信水平检验．表１　各降水产品在栅格尺度的降水精度评估Ｔａｂ．１　Ａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｇａｉｎｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｇｒｉｄｓｃａｌｅ降水产品ＣＣＲ２ＲＭＳＥ／ｍｍＭＡＥ／ｍｍＢｉａｓ／％ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７０．５５０．３０１８．７２６．４２１６．９０ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ０．６５０．４２６５．５６５．６４１５．７０ＳｔａｇｅⅣ０．７６０．５８５．９６１．８６２．７０图１　栅格尺度ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣ降水产品与地面观测降水精度对比Ｆｉｇ．１　ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆａｃｃｕｒａｃｙｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｇａｉｎｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｇｒｉｄｓｃａｌｅ２．１．２　流域尺度面降水量精度将地面观测降水插值处理，得到地面观测面降水量，并以此作为参照，对比同期的卫星降水ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和雷达降水ＳｔａｇｅⅣ，如表２和图２所示．根据统计指标，在流域尺度ＳｔａｇｅⅣ降水与地面观测降水吻合精度最好，其次是ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ降水，它的精度优于ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７．与栅格尺度对比，流域尺度的３种降水产品与地面观测降水相关度ＣＣ有明显提高，ＲＭＳＥ和ＭＡＥ均减小．３种降水产品与地面降水的相关系数均通过０．０５水平置信检验．表２　各降水产品在流域尺度的降水精度评估Ｔａｂ．２　Ａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｇａｉｎｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｂａｓｉｎｓｃａｌｅ降水产品ＣＣＲ２ＲＭＳＥ／ｍｍＭＡＥ／ｍｍＢｉａｓ／％ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７０．６２０．３９１７．１２５．６６１５．２ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ０．７１０．５１１５．９８５．３５１４．９ＳｔａｇｅⅣ０．９７０．９５２．４６０．５９２．６０２．１．３　不同降水强度级别精度文中采用国际气象组织（ＷＭＯ）降水强度Ｐ级别分类标准，更精细地分析了卫星降水和雷达降水精度．降水强度划分为６个等级，分别是①无雨：降水＜１ｍｍ，②微雨：１ｍｍ≤降水＜２ｍｍ，③小雨：４００２ｍｍ≤降水＜５ｍｍ，④中雨：５ｍｍ≤降水＜１０ｍｍ，⑤大雨：１０ｍｍ≤降水＜５０ｍｍ，⑥暴雨：降水≥５０ｍｍ．统计分析各降水强度等级的发生频率，如图３和表３所示，其中Ｅ为发生频率，ｅ为频率误差．图２　流域尺度ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣ降水产品与地面观测降水对比Ｆｉｇ．２　ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓａｇａｉｎｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｂａｓｉｎｓｃａｌｅ图３　ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣ和地面观测降水发生频率分布Ｆｉｇ．３　ＯｃｃｕｒｒｅｎｃｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆｄａｉｌｙｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣａｎｄｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ表３　ＴＲＭＭ，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣ雷达降水相对地面观测降水在各降水强度级别的频率误差Ｔａｂ．３　ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｅｒｒｏｒｏｆＴＲＭＭ，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＳｔａｇｅⅣａｇａｉｎｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｔｅａｃｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｌｅｖｅｌｐ／ｍｍｅ／％栅格尺度流域尺度ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７ＧＰＭＩＭＥＲＧＳｔａｇｅⅣＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７ＧＰＭＩＭＥＲＧＳｔａｇｅⅣ＜１－６．５－９．６－０．２－０．２－１．８４．９［１，２）－０．２１．５－０．５－１．５－１．３－１．４［２，５）０．２１．６０．７－２．０－０．５－０．９［５，１０）－０．７０．０－０．８－１．９－１．３－２．０［１０，２０）１．２０．９１．３－１．６－１．８－０．８［２０，５０）２．３１．７－０．８３．３２．７０≥５０３．８３．８０．２３．９４．００．２在ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ流域，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７和ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水产品相对地面观测降水，对无雨和微雨存在低估，对大雨和暴雨则是高估．ＳｔａｇｅⅣ雷达降水在各降水强度等级的估测精度都高于ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水．从整体上，无论卫星降水ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ还是雷达降水ＳｔａｇｅⅣ在ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａ小流域的降水估测精度较好，频率误差没有超过±１０％．２．２　水文模拟效用评估文中用３种降水产品分别驱动分布式水文模型ＣＲＥＳＴ，模拟ＬｉｔｔｌｅＷａｓｈｉｔａＲｉｖｅｒ小流域的径流过程，评估３种降水产品的水文模拟效用．径流模拟情景设定２０１４年６月１日—２０１６年６月３０日为率定期，２０１６年７月１日—２０１８年６月３０日为验证期．在相同率定期内，分别使用ＳｔａｇｅⅣ雷达降水，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水率定ＣＲＥＳＴ模型参数，得到各自降水产品率定的参数集后，在相同的验证期对径流进行模拟．这种情景设置有利于评估无地面观测数据或者数据有限情况下，仅采用遥感降水数据对流域水文过程模拟的效果，水文模型参数及其取值见表４．表４　ＣＲＥＴ分布式水文模型参数及取值范围Ｔａｂ．４　ＣＲＥＴｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｒａｎｇｅｏｆｖａｌｕｅｓ参数名称参数描述最小值默认值最大值单位ＲａｉｎＦａｃｔ降水地区的乘数０．６０．８１．６ｍｍ／ｈＫｓａｔ土壤饱和导水率１９００３０００ｍｍＷＭ平均水容量２０１２０７００Ｂ渗透曲线指数０．２１．０６．０ＩＭ不透水面积比０．１１．０３．０ＫＥ蒸散发转化因子０．１１．０２．０ｃｏｅＭ地表径流速度系数１９０２５０ｅｘｐＭ地表流速指数０．２０．５２．０ｃｏｅＲ将坡面流转化为引导流的乘数０．２１．０４．０ｃｏｅＳ将坡面流转化为壤中流的乘数０．００３１．０００４．０００ＫＳ地表径流存放系数０．００１１．０００３．０００ＫＩ次表层流存系数０．００１１．０００３．０００４０１图４，５，６分别是ＳｔａｇｅⅣ，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７降水产品的日降水量ｐｒ，日径流观测值Ｑｒ和日径流过程率定、模拟值的时间序列图．ＳｔａｇｅⅣ在率定期ＮＳＣＥ达到０．８４，ＣＣ为０．９１，在验证期统计指标小有衰减，ＮＳＣＥ为０．６４，ＣＣ为０．８２．水文模拟效用在率定期和验证期分别达到优秀和良好．ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ在率定期ＮＳＣＥ为０．４８，ＣＣ为０．７６，但在验证期ＮＳＣＥ衰减为０．４４，ＣＣ为０．６８，水文模拟效用在率定期接近适用，在验证期较差．ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７在率定期ＮＳＣＥ仅为０．３２，ＣＣ为０．５６，在验证期ＮＳＣＥ为０．２８，ＣＣ为０．５１，水文模拟效用在率定期和验证期都较差．图４　ＳｔａｇｅⅣ雷达降水径流模拟Ｆｉｇ．４　ＲｕｎｏｆｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｔａｇｅⅣ图５　ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水径流模拟Ｆｉｇ．５　ＲｕｎｏｆｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ图６　ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水径流模拟Ｆｉｇ．６　ＲｕｎｏｆｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７从时间序列整体上观察，３种降水产品对洪峰出现的时间捕捉得较准确；而对于洪峰流量的模拟，效果不一．ＳｔａｇｅⅣ是３种降水产品中的模拟效果最好的，重现了流域行洪期间的日径流量过程；ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７对洪峰流量的模拟效果则存在明显波动，不够准确．３　结　论本研究以地面观测降水作为参照，对比分析了ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水和ＳｔａｇｅⅣ雷达降水的精度，并用这３种降水产品驱动ＣＲＥＳＴ４０２分布式水文模型，评估了其水文模拟效用．根据降水精度评估结果，无论在栅格尺度还是流域尺度，３种降水产品都与地面观测降水有较好的相关性，ＳｔａｇｅⅣ雷达降水与地面观测降水相关性最高，误差最小，其次是ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，最后是ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７．根据对不同降水强度的捕捉能力，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ和ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７卫星降水产品在无雨、微雨存在低估，大雨和暴雨存在高估；低估和高估的程度不大，频率误差不足１０％．水文模拟效用评估中，ＳｔａｇｅⅣ雷达降水在小流域水文模拟中效果最好，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ次之，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７模拟效果不理想．３种降水产品都能够捕捉到洪峰发生的时间，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７水文再现效果不如ＳｔａｇｅⅣ的主要原因是模拟洪峰流量时不够准确．基于文中设置的水文模拟情景，使用ＳｔａｇｅⅣ雷达降水能满足小流域水文模拟的需求，ＧＰＭ－ＩＭＥＲＧ卫星降水进行水文模拟时需要再评估，ＴＲＭＭ３Ｂ４２Ｖ７可能由于空间分辨率和传感器精度的原因，尚不足以支撑小流域水文模拟．以上结论也说明，高时空分辨率的降水估测产品对小流域水文模拟及预报的有效性和重要性，流域水文水资源领域对高时空分辨率的降水估测产品有着迫切的需求．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］　ＴＡＰＩＡＤＯＲＦＪ，ＴＵＲＫＦＪ，ＰＥＴＥＲＳＥＮＷ，ｅｔａｌ．Ｇｌｏｂａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ：ｍｅｔｈｏｄｓ，ｄａｔａｓｅｔｓ，ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１２，１０４：７０－９７．［２］　江善虎，任立良，雍斌，等．ＴＲＭＭ卫星降水数据在水流域径流模拟中的应用［Ｊ］．水科学进展，２０１４，２５（５）：６４１－６４９．ＪＩＡＮＧＳｈａｎｈｕ，ＲＥＮＬｉｌｉａｎｇ，ＹＯＮＧＢｉｎ，ｅｔａｌ．ＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＴＲＭＭｍｕｌｔｉｓａｔｅｌｌｉｔｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｅｓｏｖｅｒｔｈｅＭｉｓｈｕｉｂａｓｉｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓｉｎｗａｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，２５（５）：６４１６４９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］　ＨＯＵＡＹ，ＫＡＫＡＲＲＫ，ＮＥＥＣＫＳ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１４，９５（５）：７０１－７２２．［４］　唐国强，万玮，曾子悦，等．全球降水测量（ＧＰＭ）计划及其最新进展综述［Ｊ］．遥感技术与应用，２０１５，３０（４）：６０７－６１５．ＴＡＮＧＧｕｏｑｉａｎｇ，ＷＡＮＷｅｉ，ＺＥＮＧＺｉｙｕｅ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＧＰＭ）ｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｉｔｓｌａｔｅｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２０１５，３０（４）：６０７－６１５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［５］　陈书军，刘毅，姜惠明，等．湖北省降雨和洪涝特征时空变化规律分析［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１９，３７（３）：２４８－２５５．ＣＨＥＮＳｈｕｊｕｎ，ＬＩＵＹｉ，ＪＩＡＮＧＨｕｉｍｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｄｒｏｕｇｈｔ－ｆｌｏｏｄｓｐａｔｉｏ－ｔｅｍｐｏｒａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，３７（３）：２４８－２５５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［６］　李秀梅，赵伟霞，李久生，等．降水预报准确率对变量灌溉水分管理的影响［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１８，３６（１０）：９８５－９８９．ＬＩＸｉｕｍｅｉ，ＺＨＡＯＷｅｉｘｉａ，ＬＩＪｉｕｓｈｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｉｎｆａｌｌｆｏｒｅｃａｓｔａｃｃｕｒａｃｙｏｎｗａｔｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｕｎｄｅｒｖａｒｉａｂｌｅｒａｔｅｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｉｒｒｉｇａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，３６（１０）：９８５－９８９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［７］　高玉琴，汤宇强，肖璇，等．基于改进图论与水文模拟方法的河网水系连通性评价模型［Ｊ］．水资源保护，２０１８，３４（６）：３３－３７．ＧＡＯＹｕｑｉｎ，ＴＡＮＧＹｕｑｉａｎｇ，ＸＩＡＯＸｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｒｉｖｅｒｎｅｔｗｏｒｋｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒａｐｈｔｈｅｏｒｙａｎｄｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０１８，３４（６）：３３－３７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］　ＴＩＡＮＸ，ＺＯＵＸ．ＣａｐｔｕｒｉｎｇｓｉｚｅａｎｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｃｈａｎｇｅｓｏｆｈｕｒｒｉｃａｎｅｓＩｒｍａａｎｄＭａｒｉａ（２０１７）ｆｒｏｍｐｏｌａｒ－ｏｒｂｉｔｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｒａｄｉｏｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１８，７５（８）：２５０９－２５２２．［９］　ＯＭＲＡＮＩＡＮＥ，ＳＨＡＲＩＦＨ，ＴＡＶＡＫＯＬＹＡ．Ｈｏｗｗｅｌｌｃａｎｇｌｏｂａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＧＰＭ）ｃａｐｔｕｒｅｈｕｒｒｉｃａｎｅｓ？ｃａｓｅｓｔｕｄｙ：ｈｕｒｒｉｃａｎｅＨａｒｖｅｙ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ，２０１８，１０（７）：１１５０．［１０］　ＭＯＲＩＡＳＩＤＮ，ＡＲＮＯＬＤＪＧ，ＶＡＮＬＩＥＷＭＷ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｃｃｕｒａｃｙｉｎｗａｔｅｒｓｈｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＡＳＡＢＥ，２００７，５０（３）：８８５－９００．（责任编辑　徐云峰）４０３。

TRMM多卫星测雨数据在赣江上游径流模拟中的应用

Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｔｒｏｐｉｃａｌｒａｉｎｆａｌｌｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｉｓｓｉｏｎ（ＴＲＭＭ）３Ｂ４２Ｖ６ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄａｔａｓｅｔｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｗａｓ
ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｅａｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅＸｉａｓｈａｎｓｔａｔｉｏｎａｔｔｈｅｕｐｐｅｒＧａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ．
关键词：热带降雨观测计划（ＴＲＭＭ）；降水；新安江模型；径流
中图分类号：ＴＶ１２１．１；ＴＶ１２５文献标志码：Ａ文章编号：０４９３ — ２１３７（２０１３）０７．０６１１－０６
ＳｔｒｅａｍｆｌｏｗＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＵｐｐｅｒＧａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＵｓｉｎｇ
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙ — ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ；

TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估

TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平【摘要】为了评估TRMM 3B42-V7的两套卫星降水反演数据产品的精度,选取南流江流域的常乐水文站以上集水区域为研究区域,以雨量站点的观测资料为参考,采用相关系数、探测率等指标,以及绘制空间降雨量分布图,建立评价模型.结果表明,两套卫星降雨产品都存在高估降雨量的现象,日尺度降雨量相对偏差在5％左右,且流域内有区域性差别;整体上TRMM3B42V7降雨产品的精度优于TRMM3B42RTV7,前者TRMM3B42V7降雨产品存在一定误差,但在缺乏地面降雨资料的地区仍具有应用价值.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】6页(P21-25,43)【关键词】TRMM卫星降水产品;雨量站;精度评估;南流江【作者】甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平【作者单位】广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;中交上航局航道建设有限公司,浙江宁波315200;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;广西壮族自治区水利科学研究院,广西南宁530000;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TV125;P332.10 引言降水是水循环中最基本的环节，同时也是水文和气象科学中最重要的观测数据之一。

目前，获得降雨数据的主要方式有：地面雨量站观测、地面反演雷达和卫星遥感测雨[1]。

地面站点由于野外台站分布的地域局限、分布不均匀、时间不连续等，特别是对无人区降雨资料的获取时，往往使雨量计观测降水数据的时空代表性不强[2]。

TRMM卫星降水数据在小尺度流域的评估与应用

第３６卷第１期２０１６年２月
水文ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＨＹＤＲ０ＬＯＧＹ
Ｖ０Ｉ．３６Ｎｏ．１
ＴＲＭＭ卫星降水数据在小尺度流域的评估与应用
周萌，一，江善虎，任立良，ｚ
（１．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２１００９８：２．河海大学水文水资源学院，江苏南京２１００９８）
的精度，并采用此数据驱动新安江模型进行降雨径流过程的模拟。
ｌ研究区域、数据和方法
１．１研究区域概况本文选择全球能量与水循环（ＧＥＷＥＸ）亚洲季风
实验（ＧＡＭＥ）区淮河流域试验（ＨＵＢＥＸ）范围内史灌河流域上游黄泥庄水文站以上的集水面积为研究区域。黄泥庄流域位于东经１１５。２１～ｌｌ５。４３，北纬３ｌ。０６～３１。４２，行政区划属安徽省金寨县。黄泥庄水文站控制面积８０５ｋｍ２．属于湿润地区。流域内分布四个雨量观测站，一个流量观测站。流域内年平均降水量约为１０７７ｍｌＴｌ，降水年内时空分布不均匀，５０％～８０％降水集中在６～９月，且多以阵雨形式出现。流域内部地形复杂，高山平原兼有。流域平均高程４７９ｍ，最高处１５００ｉｎ，最低处１３０ＩＴＩ。整个流域水系及植被发育良好，受人类活动影响较小。整个流域概况见图１。１．２资料收集

TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估

TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2014(0)5【摘要】采用地面雨量站点观测降水作为基准数据,评估热带降雨观测计划(TRMM)最新一代降水产品3B42V7在高纬度半干旱的老哈河流域的精度。

结果显示:TRMM 3B42V7在老哈河流域较基准降水系统偏大,平均偏差为17.46%,相关系数为0.73,平均意义上日卫星降水精度相对较高;但TRMM 3B42V7绝对值偏差达到81.26%,在绝对值意义上日卫星降水精度较低;经过GPCC地面月降水量偏差校准,TRMM 3B42V7精度在月尺度上有较大提高,绝对偏差为21.95%,相关系数达到0.98;TRMM 3B42V7精度同纬度和高程存在明显的相关关系;TRMM3B42V7能较好反映老哈河流域日降水事件并展现降水的空间分布特征。

因此,TRMM 3B42V7可用于老哈河流域月尺度的水文过程模拟、水资源评价与规划等相关研究。

【总页数】5页(P89-92)【关键词】卫星降水;TRMM;3B42V7;精度评估;老哈河流域【作者】李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳【作者单位】河南省水利勘测设计研究有限公司;安徽水利水电职业技术学院;河海大学水文水资源学院【正文语种】中文【中图分类】P333.1【相关文献】1.基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估 [J], 金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫2.TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估 [J], 甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平3.红河流域TRMM卫星降水数据精度评价 [J], 张月圆;李运刚;季漩;罗贤4.塔里木河流域TRMM降水数据精度评估 [J], 沈彬;李新功5.TRMM降水数据在洞庭湖流域的精度评估和应用 [J], 杨东;刘雯;朱靖轩;张洪涛;李学章;徐宪立因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

湘江流域TRMM降水数据精度检验

湘江流域TRMM降水数据精度检验黄萍;路京选;李德龙;宋文龙;曲伟【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2015(013)003【摘要】数据精度检验是卫星遥感降水数据应用中的关键问题之一.目前对TRMM 数据精度检验多以偏差和相关性分析等方法为主,对不同雨量等级的估计检验比较缺乏.针对湘江流域,引入模糊综合评分方法以解决不同雨量等级降水估计的检验,同时利用泰森多边形法、模糊综合评分方法、相关系数法和散点斜率法,以研究区内14个气象站点实测降水数据为“真值”,对TRMM 3B42降水数据在日、月尺度分别进行了定性和定量精度检验.结果表明:研究区TRMM 3B42降水数据在月、日尺度上相关系数分别达到了0.93、0.48,前者偏差值Bias比后者低84％,精度更优;在不同降水量级的预测中,精度由好到差依次为小雨、暴雨、大雨、中雨,其中小雨预报精度最好,达到良好水平,其他雨量级预报精度为中等水平.【总页数】5页(P401-405)【作者】黄萍;路京选;李德龙;宋文龙;曲伟【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京 100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;江西省水利科学研究院,南昌330029;中国水利水电科学研究院,北京 100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;江西省水利科学研究院,南昌330029;中国水利水电科学研究院,北京 100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038;中国水利水电科学研究院,北京 100038;水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京100038【正文语种】中文【中图分类】P333【相关文献】1.TRMM卫星降水数据在珠江流域的适用性评价 [J], 刘晓林;刘超群;杨胜天;李树波2.TRMM降水数据在长江流域的降尺度分析与校正 [J], 窦世卿;张寒博;徐勇;温颖;张楠3.TRMM卫星降水产品降尺度及其在湘江流域水文模拟中的应用 [J], 范田亿;张翔;黄兵;钱湛;黄略4.湘江流域TRMM卫星降水产品降尺度研究与应用 [J], 范田亿;张翔;黄兵;钱湛;姜恒5.新疆天山山区TRMM卫星降水数据的精度检验和校正方法研究 [J], 李慧;杨涛;何祺胜;任伟伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

ＧＰＭ与ＴＲＭＭ降水数据在柴达木盆地的精度评估

ＧＰＭ与ＴＲＭＭ降水数据在柴达木盆地的精度评估作者：曾琪铖金鑫来源：《人民黄河》2022年第03期关键词：TRMM;GPM;降水;精度评估;柴达木盆地中图分类号：P412.2 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.03.004引用格式：曾琪铖，金鑫.GPM与TRMM降水数据在柴达木盆地的精度评估[J].人民黄河，2022，44（3）：16-20.降水数据的时空分辨率是准确模拟和刻画局地、区域和全球尺度水循环及其他相关过程的关键[1-2]。

降水受地理位置、海拔、地形等的影响，具有一定的时空异质性特点[3-4]。

在一些范围较广、地形复杂、观测站点稀疏且分布不均匀的地区，基于站点观测的降水数据无法表达区域降水特征[4]。

卫星遥感数据因其时空连续性，可以弥补站点数据难以体现降水空间异质性的缺点，为区域及全球尺度的水热循环研究提供了强大的数据支撑[5-7]。

目前，高时空分辨率的遥感降水反演产品较多，如TRMM[8]、MSWEP[9]、GPM[10]、CMORPH[11]、GSMaP[12]等，这些降水产品具有不同的时空分辨率，在不同区域的精度和适用性也不尽相同。

如Dinku等分别在非洲和南美的山区利用站点观测数据对TRMM和CMORPH两种降水产品进行了校正，并比较了两者的精度，结果表明CMORPH的精度高于TRMM的[13]。

Alijanian等[14]在伊朗比较了CMORPH、TRMM、MSWEP等5种降水数据产品的精度，结果表明MSWEP和TRMM的精度最高。

本研究拟评估的TRMM和GPM数据来自“地球观测系统”（EOS），由美国国家航空航天局（NASA）、日本宇宙开发事业团（NASDA）联合研制[8，10]。

其中：TRMM数据的空间范围为南纬50°—北纬50°，时间范围为1998年1月1日—2019年2月27日[8];GPM作为继TRMM之后新一代的降水数据产品，其降水观测系统及反演算法都有了更新和提高，GPM数据的空间范围为南纬60°—北纬60°，时间范围为2014年3月12日—2019年4月30日[10]。

中国大陆TRMM降水多尺度精度评价

中国大陆TRMM降水多尺度精度评价刘培;吴凯;许怡;吴永祥;王高旭【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2018(038)003【摘要】根据中国气象数据网中国大陆2009—2014年逐日降水格点数据,在月、年时间尺度上,采用误差、相关系数以及相对误差等指标,对热带降水测量(TRMM)降水数据进行精度评价.结果表明在月、年尺度上TRMM降水数据精度均较高,年均误差分布与年降水量相关;月尺度相关系数达到了0.99,年尺度相关系数为0.86;TRMM精度主要受降水强度和海拔地形影响;在干旱和高海拔地区TRMM降水数据精度较低.【总页数】6页(P42-47)【作者】刘培;吴凯;许怡;吴永祥;王高旭【作者单位】南京水利科学研究院,江苏南京 210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;南京水利科学研究院,江苏南京 210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;南京水利科学研究院,江苏南京 210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;南京水利科学研究院,江苏南京 210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098;南京水利科学研究院,江苏南京 210029;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TV211.1【相关文献】1.乌苏里江流域TRMM降水数据精度评价与修正 [J], 石晓丹;王加虎;满霞玉;顾雯;申瑞凤2.陕西秦巴山区TRMM 3B42卫星降水数据精度评价 [J], 任亮;王晓峰;曾昭昭3.贵州高原地带TRMM 3B42卫星降水数据的精度评价 [J], 吴建峰;林淑贞;李威;张凤太4.TRMM在海河流域南系的降水估算精度评价及其对SWAT模型的适用性 [J], 谭丽丽; 黄峰; 乔学瑾; 刘海鹏; 李春强; 李保国5.红河流域TRMM卫星降水数据精度评价 [J], 张月圆;李运刚;季漩;罗贤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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1 2
华1,2，许崇育1,2,3，李翔泉1,2，曾强1,2
武汉大学，水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉武汉大学，水资源安全保障湖北省协同创新中心，湖北武汉 3 挪威奥斯陆大学地学系，挪威奥斯陆
收稿日期：2016年9月1日；录用日期：2016年9月24日；发布日期：2016年9月27日
1 2
State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan Hubei Hubei Provincial Collaborative Innovation Center for Water Resources Security, Wuhan University, Wuhan Hubei 3 Department of Geosciences, University of Oslo, Oslo Norway Received: Sep. 1 , 2016; accepted: Sep. 24 , 2016; published: Sep. 27 , 2016 Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
Open Access
st th th
Abstract
The accuracy of satellite precipitation estimates has become a focus of attention, having a promising prospect in the hydrological researches and applications. In this study, the new precipitation product (3B42 V7) of Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) was evaluated via comparison with the rain gauge precipitation data in Xiangjiang River Basin. The evaluations were conducted at different spatial and temporal scales. Simultaneously, the laws of data accuracy under different periods, rainfall intensity levels, and elevations were analyzed. These two precipitation data were then adopted to drive the Xinanjiang Model to perform streamflow simulation. The results showed that TRMM satellite precipitation data had a good correlation with rain gauge precipitation data; it had better accuracy under monthly scale than daily scale and showed better performance at watershed scale than it did at grid scale. The area precipitation of TRMM data showed better accuracy in humid season than in arid season. From an overall estimate on the amount of precipitation, areal precipitation from TRMM data on watershed scale was underestimated in contrast with areal precipitation interpolated from rain gauge data. While at grid scale, TRMM data from higher elevations inclined toward underestimation, while the contrary inclined toward overestimation. The frequency statistical result of different rainfall intensity levels indicated that TRMM tended to underestimate the occurrence of light rainfall intensity but overestimate the occurrence of heavy rainfall intensity and no-rain events. The TRMM-driven streamflow simulation performed better at monthly scale relative to the daily scale, but all were within acceptable range. However, the effects of streamflow simulation driven by TRMM data were not as accurate as those driven by rain gauge data displayed in the aspects of flood peak, flood volume and flood duration. This study assesses the accuracy of the latest product TRMM 3B42 V7, revealing the influential factors regarding accuracy for future reference and analyzing the effectiveness and possibility of streamflow simulation.
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2016, 5(5), 434-445 Published Online October 2016 in Hans. /journal/jwrr /10.12677/jwrr.2016.55050
作者简介：王佳伶(1993-)，女，湖南衡阳人，硕士研究生，主要从事水文水资源方面的研究。
文章引用: 王佳伶, 陈华, 许崇育, 李翔泉, 曾强. TRMM 卫星降雨数据的精度及径流模拟评估[J]. 水资源研究, 2016, 5(5): 434445. /10.12677/jwrr.2016.55050
Evaluation of Accuracy and Streamflow Simulation of TRMM Satellite Precipitation Data
Jialing Wang1,2, Hua Chen1,2, Chongyu Xu1,2,3, Xiangquan Li1,2, Qiang Zeng1,2
Keywords
TRMM 卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
TRMM 3B42 V7, Precipitation Data, Accuracy Evaluation, Influential Factors, Streamflow Simulation
TRMM卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
王佳伶1,2，陈
435
TRMM 卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
所有面积。TRMM 卫星提供多级测雨产品，用户可根据所需时空精度等下载使用。 TRMM 降雨产品的精度评估和径流模拟等应用方面已成为国内外研究的热点。在精度评估方面，Koo 等[4] 采用 TRMM 3B42 V6 降雨资料从雨量、频率和强度等方面分析了韩国夏季降雨特性，指出了 TRMM 降雨在不同时间尺度和空间上的分布情况，但研究时段仅选取为 6~8 月未对全年进行全面分析；白爱娟等[5] [6]将 TRMM 3B41 实时数据分别在青藏高原及陕西周边区域与站点数据对比分析区域夏季降雨规律及基本特征，该版本数据时间分辨率为 1 h 适用于日变化分析，主要是规律性揭示和定性研究，时间跨度也限于夏季；刘俊峰等[7]分析了 TRMM 3B42 数据在中国大陆 50˚N 以南大范围地区的整体情况，结果表明 TRMM 数据与地面观测数据相关性较好，并指出精度随日月年尺度逐渐提高，湿润区好于干旱区，启示我们 TRMM 在降雨丰沛地区适用性更强，但文中给出的精度指标主要是相关系数的一个范围及其在地理上的空间分布情况，我们可以针对某一地区细化并可采用更多精度衡量指标；谷黄河等[8]将 TRMM 3B42 与站点数据在时空分布上对比表明 TRMM 数据在长江流域有较高精度，采用了多个指标但选取的 2008 年 4~12 月区间内的资料时间序列短未考虑到年际变化及差异；李相虎等[9]利用 TRMM 3B42 V6 3 h 数据在鄱阳湖流域分析降雨时空分布特征及对比了不同子流域、雨强和季节的精度差别，弥补了以往只评价整体精度的不足，指出高程和坡度对山区精度存在影响的可能但未进一步分析；吴雪娇等[10]对比黑河流域 3B42 V7 数据和 9 个站点数据分析山区降水，指出 TRMM 在数据稀少区的作用，并发现夏季拟合度高于冬季，且降水数据精度随海拔上升而下降，但站点数目较少可能存在不确定性；蔡妍聪等[11]用新版本 3B42 V7 3 h 数据验证在中高纬度内蒙古地区精度发现在整个研究区总体表现为高估降雨量，但区域上存在高低估并存的非一致现象，并分析了海拔和多年平均降雨对精度的影响；高洁[12]采用 TRMM 3B43 月降雨量与中国 718 个地面雨量站对比表明两者高度线性相关，TRMM 数据普遍表现为低估，该研究采用月版本数据与 3B42 数据研究结论存在差异指出汛期精度低于非汛期；而李威等[13]将 TRMM 3B43 月降雨数据用于分析在月、季、年尺度下喀斯特山区的适用性时发现 TRMM 降雨估计偏大，月精度最高；杨雨蒙等[14] 将 TRMM 3B42 V7 新产品与气象站点降雨数据在湖南省对比发现，日尺度两者相关性很低仅 0.31，月尺度显著提高为 0.88，干旱季节表现优于湿润季节，且阐释了空间要素对 TRMM 数据可靠性存在影响，该文是将 TRMM 降雨数据双线性内插得到对应站点的降雨估计值，对于高海拔或地形复杂的粗差点地区不能很好求解，一定程度影响了精度分析；一些研究[15] [16]表明在不同地区 TRMM 3B42 V7 新版本比 V6 数据精度有所提高；在径流模拟方面， Bruno Collischonn 等[17]在亚马逊流域将 TRMM 卫星 3h 数据与地面观测数据驱动大尺度水文模型，表明两者模拟结果接近；国内开展系列研究[18]-[21]将 TRMM 降雨数据应用不同流域并输入不同水文模型中发现 TRMM 降雨数据能基本再现日径流过程但洪峰模拟精度不高，而月径流模拟则较精准。综上发现，① TRMM 降雨数据的已有研究成果中既有相似结论，也有存在差异甚至相悖的地方，TRMM 降水数据精度及规律随数据版本和研究区域的尺度范围、气候条件及地理地形等不同而表现不同，针对特定区域有必要具体分析，为今后 TRMM 精度订正和提高区域适用性奠定基础。 ② 虽然目前对 TRMM 的评估已取得不少成果，总的研究内容也趋于丰富化，各自研究都具有一些侧重点，但对 TRMM 进行较为系统的评估的研究还较少，仍存在研究时段短、衡量指标单一、对比站点数目少、评定内容有限及数据版本非最新等一些局限，这些研究大都仅展开精度分析而未对应用性进行评定或展开径流模拟应用分析但对精度评估较简略。 ③ 这些研究中对影响精度的相关因素的分析相对较少，对精度的评价有助于分析数据的可用性，但考虑影响精度的因素将有助于数据的改进，同时用于径流模拟中可对其进行应用性评估，又从侧面印证其精度。鉴于此，本文旨在回答三方面问题：一是 TRMM 卫星降雨数据的精度如何，从日、月的不同时间尺度和流域、栅格的不同空间尺度进行多角度分析；二是 TRMM 数据精度存在何种规律及其影响因素，以不同时期、不同雨强和不同高程展开多方面的探究；三是 TRMM 降雨数据的应用性如何，通过径流模拟效果进行评定，同时反过来验证 TRMM 数据的精度。本文选取湘江流域为研究区，采用改善的新产品 TRMM 3B42 V7，通过与站点数据的对比展开了较为全面细致的多尺度、多方面的系统评估，同时揭示了影响精度的相关因素以期为今后精度订正提供思路，并