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自然资源遥感  2025, Vol. 37 Issue (4): 212-219    DOI: 10.6046/zrzyyg.2024179
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FY-3D卫星微波资料反演湖南地区强降水
王陶然1,2(), 吴莹1(), 马靖雯1, 黄媛媛1, 付琪嘉1
1.南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京 210044
2.湖南省益阳市气象局,益阳 413099
Inversion of heavy precipitation in Hunan based on FY-3D/MWRI data
WANG Taoran1,2(), WU Ying1(), MA Jingwen1, HUANG Yuanyuan1, FU Qijia1
1. Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China
2. Meteorological Bureau of Yiyang City, Hunan Province, Yiyang 413099, China
全文: PDF(5928 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为减轻强降水带来的洪涝灾害风险,该文利用风云三号D星(FY-3D)微波成像仪的一级亮温数据,结合与之匹配的二级降水产品,基于极化订正温度(polarization-corrected temperature,PCT)及散射指数(scatter index,SI),建立湖南地区陆面强降水降水率反演模型,进而通过个例对所建立的反演模型进行验证。结果表明,FY-3D卫星一级亮温数据反演的降水率与二级产品所获降水结果基本一致; 反演所得降水率在降水量低值区略偏大,而在高值区中心区域偏小; 升轨反演模型的相关系数(R)、平均绝对误差(mean absolute evror,MAE)和均方根误差(root mean square evror,RMSE)分别为0.876 1,0.771 1 mm/h和1.151 4 mm/h,降轨反演模型的RMAERMSE分别为0.911 3,1.130 4 mm/h和1.832 2 mm/h; 反演得到的降水分布范围比二级产品的分布范围有所增大; 相较于二级产品,该模型反演结果在与站点实测值的对比中体现出更高的精度。该研究比较成功地反演了湖南地区陆面强降水的分布区域,可为研究微波亮温与降水的关系,以及陆面强降水降水率估算提供参考。
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王陶然
吴莹
马靖雯
黄媛媛
付琪嘉
关键词 FY-3D/MWRIPCT-SI算法强降水降水率反演    
Abstract

Using level-1 (L1) brightness temperature data from the Microwave Radiation Imager (MWRI) on board Fengyun-3D (FY-3D) satellite and the corresponding Level-2 (L2) precipitation products, this study established a precipitation rate inversion model for land surface heavy precipitation in Hunan Province based the polarization corrected temperature (PCT) and scatter index (SI). The proposed model was validated using individual examples. The results indicate that the precipitation rates retrieved from the L1 brightness temperature data of the FY-3D satellite were generally consistent with the results obtained from the L2 precipitation products. Compared to actual data, the retrieved precipitation rates were slightly higher in low precipitation areas but smaller in centers of high precipitation areas. The ascending orbit-based inversion model exhibited a correlation coefficient, mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE) of 0.876 1, 0.771 1, and 1.151 4 mm/h, respectively. Conversely, the descending orbit-based inversion model presented a correlation coefficient, MAE, and RMSE of 0.911 3, 1.130 4, and 1.832 2 mm/h, respectively. The inversion results showed a larger precipitation distribution range than that of L2 products. Compared to the measurements at ground meteorological stations, the inversion model demonstrated higher accuracy than L2 products. This study successfully determined the distribution of land surface heavy precipitation in Hunan through inversion. The results of this study can provide a reference for investigating the relationship between microwave brightness temperature and precipitation and estimating land surface heavy precipitation.

Key wordsFY-3D/MWRI    PCT-SI algorithm    heavy precipitation    precipitation rate inversion
收稿日期: 2024-05-27      出版日期: 2025-09-03
ZTFLH:  TP79  
基金资助:国家自然科学基金联合基金项目“风云卫星产品对数值预报同化应用支撑的关键技术及应用效益评估研究”(U2242212)
作者简介: 王陶然(2001-),女,学士,助理工程师,主要从事大气探测与卫星遥感研究。Email: 1079144967@qq.com
引用本文:   
王陶然, 吴莹, 马靖雯, 黄媛媛, 付琪嘉. FY-3D卫星微波资料反演湖南地区强降水[J]. 自然资源遥感, 2025, 37(4): 212-219.
WANG Taoran, WU Ying, MA Jingwen, HUANG Yuanyuan, FU Qijia. Inversion of heavy precipitation in Hunan based on FY-3D/MWRI data. Remote Sensing for Natural Resources, 2025, 37(4): 212-219.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2024179      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2025/V37/I4/212
Fig.1  2022年6月1—10日L2产品与反演降水率的概率密度散点图
Fig.2  2022年6月1—10日反演降水率与FY-3D卫星L2产品对比
Fig.3  2个降水个例反演所得降水与L2产品拟合概率密度散点图
个例 数据
量/个
R MAE/
(mm·h-1)
RMSE/
(mm·h-1)
2022年6月1—10日升轨 241 3 0.876 1 0.771 1 1.151 4
2022年6月1—10日降轨 385 1 0.911 3 1.130 4 1.832 2
2022年6月18—21日升轨 374 8 0.918 7 0.822 4 1.299 5
2022年6月18—21日降轨 276 1 0.907 5 1.086 7 1.476 1
2023年4月2—4日升轨 138 8 0.929 6 1.319 7 2.117 7
2023年4月2—4日降轨 205 1 0.869 2 1.461 3 1.906 4
Tab.1  模型精度评价指标
Fig.4  2022年6月18—21日反演降水率与FY-3D卫星L2产品、站点数据对比
Fig.5  2023年4月2—4日反演降水率与FY-3D卫星L2产品、站点数据对比
Fig.6  2个降水个例L2产品与站点真值拟合概率密度散点图(升轨)
Fig.7  2个降水个例反演所得降水与站点真值拟合概率密度散点图(升轨)
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