(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111519220.1 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 黑龙江大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路74号 (72)发明人 孟凡香　李天霄　付强　纪毅　 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自 检验方法 (57)摘要 本发明专利公开了一种基于尺度效应的降 水预报阶段精度自检验方法。 包括以下步骤： S1、 各尺度降水计算； S2、 各尺度降水预报值计算； S3、 拟合精度计算； S4、 拟合精度评价。 该方法可 用于模型构建后， 对降水量进行外延预报时， 解 决由于实测数据尚未出现而无法对其实际的预 报精度进行检验的问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114331047 A 2022.04.12 CN 114331047 A 1.一种基于尺度效应的降水 预报阶段精度自检验方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 各尺度降水计算： 收集生育期各月降水序列 其中： t为0至n的正整数； i＝5， 6， 7， 8， 9； 记年和生育期降水分别为Yp(t)和SYQp(t)， 则： Yp＝SYQp/ρ    (2) 式中： ρ 为多年 生育期降水量占多年降水量的比例， n 为现有水文降水序列数据的年数； S2、 各尺度降水预报值计算： 通过预测模型计算得到生育期各月降水序列的预报值为 记年和生育期的预测降水量分别为 根据各尺度降水量之间的关系可 得： 式中： 为生育期各月降水量预报值的和， Y ′p为根据生育期降水量预报值和ρ 的关 系计算的年降水量； S3、 拟合精度计算： 分别将 和 作为年降水量和生育期降水量预报 值的实测值和拟合 值， 分别计算纳什系数NSE、 均方根 误差RMSE和平均相对误差 MARE； S4、 拟合精度 评价： 当NSE＝1、 RMSE＝0、 MARE＝0， 拟合值与实测值完全相同； NSE越接近 1， RMSE和MARE越接 近0， 则模型的拟合和预报精度越好。 2.根据权利要求1所述的一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自检验方法， 其特征 在于： S3中所述纳什系数NSE的具体 计算公式如下： 式中： N为序列长度， 为降水量拟合 值， xt为t时刻降水量观测值， 为降水量平均值。 3.根据权利要求1所述的一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自检验方法， 其特征 在于： S3中所述均方根 误差RMSE的具体 计算公式如下： 式中： N为序列长度， 为降水量拟合 值， xt为t时刻降水量观测值， 为降水量平均值。 4.根据权利要求1所述的一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自检验方法， 其特征 在于： S3中所述平均相对误差 MARE的具体 计算公式如下： 式中： N为序列长度， 为降水量拟合 值， xt为t时刻降水量观测值， 为降水量平均值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114331047 A 2一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自检验方 法 技术领域 [0001]本发明专利属于水文领域， 尤其涉及一种基于尺度效应的降水预报阶段精度自检 验方法。 背景技术 [0002]降水是指空气中的水汽遇冷凝结降落到地面的现象， 是水文循环过程的重要组成 部分， 它能够直接或间接补给陆地内的各种水体， 人类可以利用的水资源主要来自于降水。 降水对于农业生产、 社会经济活动、 人类日常生活、 水资源的管理和利用等均具有重要的影 响。 近些年来， 受到气候变化和人类活动的影响， 降水变化在时空上均 表现出了诸多紊乱和 不规则的特征， 自然灾害也随之而来， 部分地区爆发洪涝灾害， 部分地区则干旱缺水， 不仅 给人类生活和 生产带来了巨大 的困难， 同时造成巨大 的社会经济损失和人员伤亡。 降水量 用来衡量某地区某个时段内降水多少， 其大小受多种因素的影响， 即在不同的时间、 季节和 地区， 降水量具有明显的差异性。 农业对降水具有较大依懒性， 尤其是干旱半干旱地区， 降 水能够将作 物总产量提高3％ ‑14％， 研究作物生育期内降水量的多少对农业以及社会和经 济的发展具有至关重要的作用。 由于降水形成机制的混沌性和复杂性， 区域尺度上降水 的 时空分布越来越不均， 不同时间尺度上的差异 性也越来越大， 且随着预测尺度的延长， 影响 因素的不确定性不断增大， 其预报难度也越大。 因此， 研究降水变化规律， 准确预测降水量 未来发展趋势， 对于应对洪涝灾害、 合理制定灌溉制度、 提高农业水资源利用效率具有重要 的意义。 [0003]当前， 降水预报研究正在一步步深入， 研究成果的实用性也在逐步提高。 然而由于 区域地质条件、 气候条件等方面的差异， 导致现有降雨预报模 型和理论的针对性不 强， 尤其 是降水预报精度的检验方面， 还缺少完善的理论。 目前， 有纳什系数(Nash ‑Sutcliffe   efficiency， NSE)、 均方根误差(Root  Mean Square Error， RMSE)和平均相对误差(Mean   Absolute  Relative  Error， MARE)对模型的拟合精度和预留检验精度进行评价， 上述模型 精度评价方法仅是对拟合阶段和预留检验阶段的精度进行评价。 模型构建后， 对降水量进 行外延预报时， 由于实测数据尚未 出现， 无法对其实际的预报精度进行检验。 发明内容 [0004]本发明专利的目的就是针对上述现有技术存在的问题， 提出了一种基于尺度效应 的降水预报阶段精度自检验方法。 该方法可用于模 型构建后， 对降水量进 行外延预报时， 解 决由于实测数据尚未出现而无法对其 实际的预报精度进行检验的问题。 本发明专利的技术 方案是这样实现的： 一种基于尺度效应的降水 预报阶段精度自检验方法， 包括以下步骤： [0005]各尺度降水计算： 收集生育期各月降水序列 其中： t为0 至n的正整数； i＝5， 6， 7， 8， 9； 记年和生育期降水分别为Yp(t)和SYQp(t)， 则： [0006] 说　明　书 1/3 页 3 CN 114331047 A 3