浙江托普儀器有限責任公司
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閱讀：746發布時間：2012-12-19
泥石流，是一種對人們危害很大的自然災害，每年都有因為泥石流造成人們死亡，因此，對于泥石流假如可以很好的預測，那么就可以減少很多不必要的死亡，雨量和泥石流的發生有很大的關系，下面給大家介紹一下利用雨量監測儀進行泥石流的預測。
獲取誘發泥石流災害的前期雨量是開展泥石流災害預測、預報和預警等工作的前提。前期雨量可以分為前期有效雨量和當日雨量，前者一般指泥石流發生前14天 的累積有效雨量。由于氣象站點大部分分布在城鎮所在地，并不能代表泥流發生點的雨量，所以需要進行泥石流點雨量的插值計算。就目前研究而言降水內插方法可 以分為幾何方法、統計方法、空間統計方法，函數方法、隨機模擬方法、物理模型模擬方法和綜合方法。目前降水內插研究主要集中于3個方面：
1）利用相同的檢驗方法，對常用的內插方法進行比較，研究適合特定區域的內插方法；檢驗的方法一般有平均誤差、平均誤差、平均誤差均方根；2）針對某種插值方法，研究利用高程、坡向、地理位置等因素提高內插精度；3）新內插方法的應用，如神經網絡法、逐步插值方法、萬有引力法等。
從目前的研究來看，反距離加權、克里金法、樣條函數法、DAYMET 法、Cressman 和 PRISM插 值是相對成熟和精度相對較高的插值方法。然而，空間內插方法并沒有普適性，必須對數據進行空間分析探索，根據數據的特點，選擇*的方法。具體應用中，只 有對已知樣本數據進行變異性與相關性分析才能選出適當的插值方法。許多的研究工作都指出氣象站點密度可能是影響降水內插精度的重要因素，但目前還缺乏該方 面的系統研究，通常只側重利用經驗公式來分析氣象站點密度與插值柵格分辨率間的關系。本文提取有時間記錄的泥石流災害定位信息，利用氣象部門的高密度 氣象資料，研究風向風速儀對近期風速風向的氣象記錄，研究氣象站點密度的風速和風向對泥石流災害點前期雨量插值的影響特征，以期為改善前期雨量計算研究區域為中國東南部地區（包括浙江、福建和廣東省），泥石流災害點和氣象站點的位置。泥石流災害發生的時段為1981-2008 年，共87個有確切時間和位置的泥石流災害點資料，相應地提取了該地區1981-2008 年的高密度氣象資料。高密度氣象資料共有2412個站點，分布密度是常規氣象站點的3倍，東南地區的站點數為207個。
利用GIS 空間采樣方法，在5-之間按 5%遞增的氣象站點密度進行隨機采樣，對于每個采樣方案，都通過 IDW 插值方法產生 87 個泥石流災害點的雨量。對于每個泥石流災害點在5%-95%氣象站點密度下所內插的雨量值，除以氣象站點密度采樣比率下的雨量值，將內插的雨量值轉換成雨量比率。雨量比率值的大小，反映了在某一站點密度下內插出來的相對于 站點密度下的降水值的變化。雨量比率值小于則表示內插的雨量相對偏小，反之則相對偏大。
分位數統計方法常用于偏態分布的指標，非常適合用來對降水進行統計，百分位數屬于分位數的一種，本文將87個站點的雨量比率值按從小到大的順序排列，并計算相應的累計百分位，則某一百分位所對應的雨量比率值就稱為這一百分位的百分位數，第50百分位為中位數。百分位數提供了有關各數據項如何在zui小值和zui大值之間分布的信息，是用于衡量數據位置的量度，一般使用方框-盒須圖來表現百分位數分析結果，方框-盒須圖的拉伸度越小表示包含的可能性越少，雨量比率相對集中；反之，拉伸度越大表明包含的可能性越多，結果比較分散。當日雨量隨氣象站點密度變化的分布狀況提取泥石流災害點發生當日的氣象站點，在5-的范圍內，以5%遞增的方式進行氣象站點隨機采樣，共有20 種采樣方案。對于每種采樣方案，都利用IDW 內插方法計算87個泥石流災害點上的雨量值。對于每個泥石流災害點，有20 個不同采樣方案下的雨量內插值，依次對應了氣象站點密度從5-過渡所內插的雨量。針對每一種氣象站點密度下所內插的87個雨量值，用采樣比率下計算的雨量值進行歸一化，然后利用分位數方法進行統計。
一些研究采用全國近700個站點數據進行降水內插，相當于本文氣象站點密度為30%的水平；也研究利用全國分布的360多個氣象站進行降水內插，相當于本文的15%的水平。采用這2 種站點密度進行當日泥石流災害點雨量的內插，所得的雨量要比采用高密度料所內插的雨量少約20%-40%。誘發泥石流災害的前期有效雨量與當日雨量具有相似的分布特征，但在幅度上有很大區別：首先分位數介于0-之間、25-75%之間所計算的災害點有效雨量差值變化幅度減少，結果更加平滑；其次是對于75%的分位數，在站點密度只有15%的情況下，仍然接近于90%；即使在站點密度只有5%的情況下，50%分位數仍然大于60%。進行站點密度和災害點前期有效雨量的擬合。50%分位數的統計模擬顯示：在氣象站點密度大于70%時，內插的前期有效雨量均接近于，而當日雨量在氣象站點密度大于80%時才如此；在氣象站點密度大于40%時，內插的前期有效雨量仍然接近90%，比的站點密度內插的值僅少10%；在氣象站點密度大于20%時，內插的前期有效雨量仍然接近80%；而且，在氣象站點密度為非常低的5%時，前期有效雨量的內插值也接近于60%，比當日雨量的內插值要高30%。可以看出，隨著氣象站點密度從5-線性增加的過程中，內插的地質災害點的當日雨量和前期有效雨量都呈指數上升的趨勢；在氣象站點密度較低的情況下，內插的降水值很低，且隨著站點密度增加，內插值快速增加；當站點密度大于70%時，內插的當日雨量和前期有效雨量增加的趨勢較為緩和。計算的泥石流災害點前期有效雨量是14天 雨量的加權累計，相對于當日雨量的計算來講，在相同的內插損失情況下，前期有效雨量的內插可以容忍采用更低密度的氣象站點。反過來看，對于前期有效雨量的 內插，當采用比較稀疏的站點時，也可以達到較高的插值精度。但總體上看，氣象站點密度越小，內插的泥石流災害點的雨量越低。
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