魏志明, 岳官印, 李 家, 呂天陽

(1.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 遼寧 大連 116029; 2.Esri中國信息技術(shù)有限公司,北京 100027; 3.大連國家海域使用動態(tài)監(jiān)視監(jiān)測管理中心, 遼寧 大連 116011)

GPM與TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在海河流域的精度對比研究

魏志明1, 岳官印2, 李 家1, 呂天陽3

(1.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 遼寧 大連 116029; 2.Esri中國信息技術(shù)有限公司,北京 100027; 3.大連國家海域使用動態(tài)監(jiān)視監(jiān)測管理中心, 遼寧 大連 116011)

[目的] 對GPM與TRMM降水產(chǎn)品在海河流域的測量精度進(jìn)行對比研究，以評估TRMM及GPM數(shù)據(jù)在海河流域的適用性。 [方法] 以海河流域為研究區(qū)，利用35個氣象站點2014年4—10月的實測降水量數(shù)據(jù)在月時間尺度上對兩代降水產(chǎn)品利用決定系數(shù)R2和相對誤差BIAS進(jìn)行精度評價。 [結(jié)果] (1) 衛(wèi)星降水產(chǎn)品與氣象臺站實測降水量決定系數(shù)從TRMM數(shù)據(jù)的0.758 2提升至GPM數(shù)據(jù)的0.760 7，斜率K從TRMM數(shù)據(jù)的0.810 5提升至GPM的數(shù)據(jù)的0.833 5。(2) TRMM與GPM降水產(chǎn)品差別較小，雖兩者均輕微低估了降水量，但整體上精度較高且GPM略優(yōu)于TRMM。 [結(jié)論] GPM IMERG降水產(chǎn)品在海河流域月尺度的高空間分辨率水文分析方面具有很好的應(yīng)用前景。

GPM； TRMM； 降水?dāng)?shù)據(jù)； 精度評價

文獻(xiàn)參數(shù)： 魏志明, 岳官印, 李家, 等.GPM與TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在海河流域的精度對比研究[J].水土保持通報，2017,37(2)：171-176.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.026； Wei Zhiming, Yue Guanyin, Li Jia, et al. Comparison Study on Accuracies of Precipitation Data Using GPM and TRMM Product in Haihe River Basin[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(2)：171-176.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.02.026

降水是整個水循環(huán)的主要驅(qū)動力，同時也是水文模型最基本的輸入資料，具有充足時間、空間細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對于估算流域尺度水文學(xué)非常重要[1]。大量研究成果顯示[2-3]，空間分辨率直接影響到模型結(jié)果的精度，部分學(xué)者[4-5]研究表明水文模型中使用遙感衛(wèi)星反演的降水柵格數(shù)據(jù)精度要優(yōu)于點源降水?dāng)?shù)據(jù)。熱帶降水觀測衛(wèi)星TRMM(tropical rainfall measuring mission)于1997年11月27日發(fā)射成功，是美國國家航空航天局(NASA)與日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)的合作計劃。TRMM有效載荷主要有降雨雷達(dá)PR(precipitation radar)、微波成像儀TMI(trmm microwave imager)、可見光和紅外掃描儀VIRS(visible and infrared scanner)，其中PR是全球第一個星載測雨雷達(dá)[6]。TRMM衛(wèi)星數(shù)據(jù)的空間分辨率為0.25°，相比之前基于衛(wèi)星的降水產(chǎn)品其分辨率較高，但是對于小空間尺度的水文研究仍較粗糙。因此，獲得更高空間分辨率的衛(wèi)星降水產(chǎn)品成為水文研究領(lǐng)域的一個重要目標(biāo)。2014年2月27日,NASA和JAXA在TRMM取得的成功之上再次合作，在日本種子島發(fā)射基地成功發(fā)射全球降水觀測計劃衛(wèi)星GPM(global precipitation measurement)。GPM的成功發(fā)射，為高空間分辨率水文研究提供了新的數(shù)據(jù)源。GPM核心觀測平臺的主要載荷有雙頻測雨雷達(dá)DPR(dual-frequency precipitation radar)和GPM微波成像儀GMI(GPM microwave imager)。DPR能夠返回液態(tài)及固態(tài)降水的三維輪廓及強度，這些數(shù)據(jù)將會揭示云中和云下的風(fēng)暴內(nèi)部結(jié)構(gòu)。GMI具備在包括中到大雨及小雨雪條件下檢測降水量、面積、強度和類型的能力[7-8]。TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在應(yīng)用時必須對其精度進(jìn)行檢驗，學(xué)者對此進(jìn)行了大量的研究工作[9-13]，但目前關(guān)于GPM應(yīng)用之前的數(shù)據(jù)精度驗證等方面的研究還不多見，因此亟需開展類似研究。海河流域是我國經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，包括作為全國政治和文化中心的首都北京，研究其水資源問題對京津冀一體化等重大國家戰(zhàn)略和華北地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究以海河流域作為研究區(qū)，對TRMM及GRM衛(wèi)星數(shù)據(jù)在該流域的監(jiān)測精度進(jìn)行對比評價。首先，對數(shù)據(jù)整體進(jìn)行精度評估。隨后，對數(shù)據(jù)從逐月整體評估及逐個氣象站個體評估兩個方面進(jìn)行了進(jìn)一步對比，評估TRMM及GPM數(shù)據(jù)在海河流域的適用性，以更好的表現(xiàn)海河的降水分布模式，同時也為使用水文模型提供更優(yōu)的數(shù)據(jù)源，有利于提高水文模型的輸出結(jié)果。

1 研究區(qū)概況

海河流域位于東經(jīng)112°—120°，北緯35°—43°，東臨渤海，南界黃河，西以太行山脈與黃河流域接界，北依蒙古高原與內(nèi)陸河流域接界，總的地勢是西北高，東南低。由灤河、海河、徒駭馬頰河3大水系組成。流域總面積3.20×105km2，占全國面積3.3%。其中，山區(qū)面積1.89×105km2，占總流域面積的59%；平原面積1.31×105km2，占總面積的41%。海岸線長920 km，其中河北省421 km，天津市115 km，山東省344 km。除上述沿海3省市外，行政區(qū)劃還包括北京市全域，山西省、河南省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)。海河流域地處溫帶半濕潤、半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫由南往北和由平原向山地降低，變化范圍在0～14.5 ℃。多年平均降水量535 mm，是中國東部沿海降水最少的地區(qū)。冬季寒冷少雪，盛行北風(fēng)和西北風(fēng)；春季氣溫回升快，風(fēng)速大，干旱多風(fēng)沙；夏季氣候濕潤，降水多，多東南風(fēng)；秋季秋高氣爽，降雨量少。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)及預(yù)處理

所用的數(shù)據(jù)包括氣象站點實測降水?dāng)?shù)據(jù)，GPM IMERG數(shù)據(jù)[14]，TRMM 3B43數(shù)據(jù)[15]。GPM IMERG降水?dāng)?shù)據(jù)的空間范圍為90°S—90°N,180°W—180°E，空間分辨率為0.1°×0.1°，時間分辨率為月，數(shù)據(jù)記錄的是每個月的平均每小時降水量(mm/h)。通過NASA-GSFC的降水處理系統(tǒng)(precipitation processing system, PPS)通過ftp方式(ftp:∥arthurhou.pps.eosdis.nasa.gov/)獲得。TRMM 3B43V7降水?dāng)?shù)據(jù)的空間范圍為50°S—50°N,180°W—180°E，空間分辨率為0.25°×0.25°，時間分辨率為月,數(shù)據(jù)記錄的同樣為月內(nèi)平均每小時降水量(mm/h)。從美國國家航空航天局(NASA)戈達(dá)德航空航天中心(goddard space flight center, GSFC)通過匿名FTP(ftp:∥disc2.nascom.nasa.gov/data/s4 pa/TRMM_L3/TRMM_3 B43/)選取與實測降水?dāng)?shù)據(jù)同時段的數(shù)據(jù)。DEM數(shù)據(jù)為STRM V4數(shù)據(jù)，水平空間分辨率為3弧秒(相當(dāng)于90 m)。

由于GPM IMERG數(shù)據(jù)從2014年4月開始分發(fā)，而到目前為止，TRMM 3 B43數(shù)據(jù)分發(fā)截止之間是2014年10月，故本研究采用2014年4—10月GPM IMERG數(shù)據(jù)產(chǎn)品以及同時期TRMM 3B43V7數(shù)據(jù)產(chǎn)品，研究中的月降水量通過降水速率逐月?lián)Q算獲得。同時，為檢驗兩種基于遙感的降水?dāng)?shù)據(jù)在研究區(qū)的精度，從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http:∥cdc.nmic.cn/home.do)選用2014年4—10月流域內(nèi)35個氣象站同期觀測月降水量數(shù)據(jù)作為本研究“真值”，進(jìn)行對比分析。本研究使用的行政邊界數(shù)據(jù)為國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)1∶400萬數(shù)據(jù)集中國界與省界數(shù)據(jù)；海河流域范圍從中國1∶25萬一級流域分級數(shù)據(jù)集[16]提取；降水柵格數(shù)據(jù)為HDF5格式。預(yù)處理過程為：首先利用ArcMap軟件提取降水Precipitation層數(shù)據(jù)，然后將其另存為tiff格式文件；接下來將文件導(dǎo)入ENVI軟件將其投影轉(zhuǎn)換為WGS84地理坐標(biāo)系，波段運算去除噪聲點后將數(shù)據(jù)輸出；最后將文件再次使用ArcMap軟件中的“提取值到點”工具提取降水臺站所在位置的降水速率值。

2.2 檢驗及分析方法

本研究采用決定系數(shù)(R2)，相對誤差(Bias)對兩種將數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行精度檢驗：

(1)

(2)

3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度檢驗

3.1 數(shù)據(jù)整體精度評估

以研究區(qū)內(nèi)35個氣象觀測站2014年4—10月的觀測數(shù)據(jù)為自變量，分別以TRMM3B43及GPMIMERG數(shù)據(jù)為因變量做一元線性回歸分析(圖1)。經(jīng)檢驗TRMM數(shù)據(jù)與氣象臺站的決定系數(shù)，斜率K=0.833 5；GPM數(shù)據(jù)與氣象臺站的決定系數(shù)R2=0.760 7，斜率K=0.810 5，兩代數(shù)據(jù)的決定系數(shù)均通過p<0.01的顯著性檢驗，說明2種數(shù)據(jù)與觀測數(shù)據(jù)之間具有明顯的相關(guān)特性與一致性。從整體上看，TRMM數(shù)據(jù)降水量與觀測量相比偏小，這很可能由于降水雷達(dá)(PR)觀測數(shù)據(jù)的衰減校正和降水估算方法不確定性影響有關(guān)[17-18]，其可能因此導(dǎo)致TRMM數(shù)據(jù)在數(shù)值上偏小。同時，GPM數(shù)據(jù)降水量與觀測量也偏小，在整體一致性上略優(yōu)于TRMM數(shù)據(jù)，一定程度上說明了GPM在偵測小雨雪上的能力上優(yōu)于TRMM。

從以上的檢驗的結(jié)果來看，TRMM，GPM兩代數(shù)據(jù)產(chǎn)品在整體上具有較好的精度，為全面客觀地揭示出兩代產(chǎn)品在不同時間段精度及空間上的差異以及進(jìn)一步分析TRMM與GPM兩代產(chǎn)品在研究區(qū)的內(nèi)的數(shù)據(jù)精度，現(xiàn)對兩種數(shù)據(jù)從時間尺度及空間尺度2個方面進(jìn)行精度驗證。

圖1 海河流域2014年4-10月GPM(左)、TRMM(右)與地面觀測降水量的散點趨勢

3.2 數(shù)據(jù)逐月整體精度評估

通過對海河流域研究區(qū)內(nèi)的35個氣象觀測站點2014年4—10月逐月進(jìn)行散點趨勢分析，可以看出(表1)在月尺度上，除4月GPM數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)精度高于整體檢驗外，其余各月兩種數(shù)據(jù)的精度均有所下降，其中7—9月豐水期內(nèi)較為顯著。在這一時期，TRMM的決定系數(shù)R2略優(yōu)于GPM的R2，說明在7—9月TRMM整體趨勢描述更好，而在4—5月及10月平水期內(nèi)，GPM與實測數(shù)據(jù)的一致性則有更好的表現(xiàn)。所有月份的決定系數(shù)均通過p<0.01的顯著性檢驗。為真實反映兩種降水產(chǎn)品在研究時間段里對于降水偵測能力，計算逐月降水量并繪制折線圖(圖2)，結(jié)果顯示除7月TRMM與實測降水量差值大小與GPM實測降水量小以外，其余各月GPM與TRMM相比于實測降水量差值更小，說明GPM相較于TRMM在捕捉降水信息上更為準(zhǔn)確。GPM數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確的原因是因為GPM核心觀測平臺中的兩大主要載荷較其前代的性能提升。其中，GMI相比TMI頻率范圍由10～85.5 GHz拓展到10～183 GHz，增加的4個高頻段更適合觀測小到中雨；DPR的使用相比PR原有Ku波段(13.8 GHz)相控陣天氣雷達(dá)的基礎(chǔ)之上增加了Ka波段(35.5 GHz)，這一頻率可成功偵測低至0.5 mm/h的微量降水及固態(tài)降水[19-20]。

體檢驗法也同時掩蓋了單個站點數(shù)據(jù)與對應(yīng)格網(wǎng)降水產(chǎn)品的差異，尤其降水是所有氣象要素中影響因子最多的變量，其受地形、地勢、海拔、大氣環(huán)流、經(jīng)緯度位置、海陸位置等因素影響[9]，具有空間、時間上的不連續(xù)性和高度非線性特征。因此，僅僅對數(shù)據(jù)總體精度進(jìn)行評估是不足的。因此需要對研究區(qū)內(nèi)各個站點進(jìn)行進(jìn)一步的精度驗證。

表1 海河流域2014年4-10月逐月GPM,TRMM與地面觀測站降水量決定系數(shù)

圖2 2014年4-10月GPM與TRMM測得海河流域平均降水量關(guān)系

3.3 數(shù)據(jù)個體精度評估以

研究區(qū)內(nèi)各個氣象觀測站2014年4—10月的月降水量數(shù)據(jù)為自變量(X軸)，以各個氣象站對應(yīng)的格網(wǎng)降水產(chǎn)品(GPM和TRMM)數(shù)據(jù)為因變量(Y軸)，做一元線性分析，得到各個格網(wǎng)數(shù)據(jù)與各氣象觀測站點之間的決定系數(shù)(且均通過了p<0.05的顯著性檢驗)(表2)。

從表2可以看出： (1) 大部分的氣象觀測站實測降水量與TRMM 3 B43,GPM IMERG產(chǎn)品降水量之間呈現(xiàn)較高的相關(guān)性，這進(jìn)一步驗證了在海河流域，GPM和TRMM數(shù)據(jù)與氣象觀測數(shù)據(jù)存在明顯的線性關(guān)系； (2) 個別氣象站點與氣象臺站決定系數(shù)較低，如天鎮(zhèn)，霸州，饒陽，泊頭，南宮觀測降水量與GPM(TRMM)的R2值分別為0.38(0.41)，0.20(0.41)，0.20(0.10)，0.17(0.34)，0.42(0.30)，說明這些臺站GPM(TRMM)與觀測數(shù)據(jù)之間的線性關(guān)系較弱。其中除天鎮(zhèn)外，其余4點皆位于華北平原區(qū)及海河南系二級流域內(nèi)(圖3)。其主要原因可能是由于成像雷達(dá)像元內(nèi)的降水不均勻性，導(dǎo)致降水產(chǎn)品與實測降水量兩者在時空檢測尺度不匹配[21-22]，使中部平原相較燕山太行山地區(qū)及東部沿海地區(qū)相比造成決定系數(shù)R2偏小。 (3) 35個觀測站點中，有23個站點GPM與實測數(shù)據(jù)的決定系數(shù)高于TRMM與實測數(shù)據(jù)的決定系數(shù)，占到臺站總數(shù)的65.7%。在其余12個觀測站，除霸州與泊頭兩站GPM決定系數(shù)與TRMM決定系數(shù)相差較大外，其余10個觀測站決定系數(shù)基本相當(dāng)。2種數(shù)據(jù)表明在大多數(shù)站點上GPM月降水?dāng)?shù)據(jù)相較TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)具有更好的一致性。

表2 海河流域2014年4-10月GPM,TRMM與地面觀測站降水量決定系數(shù)

決定系數(shù)只能反映出TRMM與GPM降水?dāng)?shù)據(jù)和降水實測降水量之間一致性大小，無法客觀反映兩者之間降水量數(shù)值的差異程度。各氣象站點計算得到的相對誤差Bias反映了TRMM，GPM月降水?dāng)?shù)據(jù)偏離實測降水量的程度。利用公式(2)計算各個站點的Bias(表3)。由表3可知，在研究區(qū)35個觀測站點中，2種產(chǎn)品五臺山、遵化、惠民等3個站點的Bias均為負(fù)值，表明在這些站點上，月降水?dāng)?shù)據(jù)在整體上相比于站點實測降水量存在一定的低估。大同、蔚縣、靈丘等22個觀測站中Bias為正值，表明在這些點上，月降水?dāng)?shù)據(jù)在整體上相比于站點實測降水量存在一定的高估。其中，特別是石家莊、樂亭、泊頭存在非常明顯的高估。其余包括天鎮(zhèn)、長治等在內(nèi)的10個點在兩種產(chǎn)品中，Bias值互為正負(fù)，表明存在不同的偏差。綜合以上的精度驗證結(jié)果：整體上，海河流域TRMM與GPM分別與站點實測降水量具有較好的一致性，除個別站點外全流域 值在0.75以上，數(shù)值上降水?dāng)?shù)據(jù)與實測站點數(shù)據(jù)整體略微偏高；從個體上，大多數(shù)站點衛(wèi)星月降水?dāng)?shù)據(jù)與實測降水量在數(shù)值上差異較小，而在石家莊、樂亭、泊頭差異較大。

圖3 GPM，TRMM決定系數(shù)空間分布

表3 海河流域2014年4-10月GPM,TRMM數(shù)據(jù)與地面觀測站降水量相對誤差

4 結(jié) 論

(1) 在海河流域內(nèi)TRMM 3B43/GPM IMERG數(shù)據(jù)與35個氣象觀測數(shù)據(jù)在整體上R2分別為0.758 2和0.760 7，斜率K分別為0.810 5和0.833 5，說明兩代數(shù)據(jù)產(chǎn)品差別較小，GPM略優(yōu)于TRMM，與觀測數(shù)據(jù)具有明顯的線性關(guān)系特征，數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。整體而言，從月數(shù)據(jù)產(chǎn)品中提取的降水值實測值比站點實測降水量均略微偏小。

(2) 在研究時間區(qū)間內(nèi)，對兩種數(shù)據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行逐月精度檢驗，發(fā)現(xiàn)GPM IMERG與TRMM 3B43相比整體上更接近實測降水量，且在平水期與實測數(shù)據(jù)有更好的一致性。

(3) 對35個氣象臺站降水?dāng)?shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)進(jìn)行一元回歸分析，結(jié)果表明各站點位置GPM的 值與 值均略高于TRMM各站點位置的 值與 值，且更接近與1，說明GPM IMERG在數(shù)據(jù)整體的一致性上，略優(yōu)于TRMM 3B43。

(4) 對35個氣象臺數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性逐個進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大部分值較高，少部分值較低，最低值出現(xiàn)在研究區(qū)中部的霸州、饒陽、泊頭、南宮等地區(qū)；本研究的不足之處在于，TRMM衛(wèi)星與GPM衛(wèi)星的交接期較短，致使本研究的時間范圍僅為7個月。且相對于整個海河流域，35個氣象臺站雖分布較均勻，但點位仍較少。如果未來采用衛(wèi)星日尺度或小時尺度降水產(chǎn)品與實測站點數(shù)據(jù)，則有必要對降水產(chǎn)品進(jìn)行更細(xì)致的適用性分析。

[1] Immerzeel W W, Rutten M M, Droogers P. Spatial downscaling of TRMM precipitation using vegetative response on the Iberian Peninsula[J]. Remote Sensing of Environment, 2009,113(2):362-370.

[2] Meng Jin, Li Li, Hao Zhenchun, et al. Suitability of TRMM satellite rainfall in driving a distributed hydrological model in the source region of Yellow River[J]. Journal of Hydrology, 2014,509(2): 320-332.

[3] 張蒙蒙,江志紅.我國高分辨率降水融合資料的適用性評估[J].氣候與環(huán)境研究,2013,18(4):461-471.

[4] Duan Z, Bastiaanssen W G M, Liu J. Monthly and annual validation of TRMM Mulitisatellite Precipitation Analysis(TMPA) products in the Caspian Sea Region for the period 1999—2003[C]∥Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS), IEEE： 2012 IEEE International. 2012:3696-3699.

[5] Adler R F, Kidd C, Petty G, et al. Intercomparison of global precipitation products: The third precipitation intercomparison project(PIP-3)[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2001,82(7):1377-1396.

[6] Kozu T, Kawanishi T, Kuroiwa H, et al. Development of precipitation radar onboard the Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM) satellite[J]. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 2001,39(1):102-116.

[7] Smith E A, Asrar G, Furuhama Y, et al. International global precipitation measurement (GPM) program and mission: An overview[M]∥Measuring precipitation from space. Springer Netherlands, 2007:611-653.

[8] Hou A Y, Kakar R K, Neeck S, et al. The global precipitation measurement mission[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2014,95(5):701-722.

[9] 曾紅偉,李麗娟.瀾滄江及周邊流域TRMM 3B43數(shù)據(jù)精度檢驗[J].地理學(xué)報,2011,66(7):994-1004.

[10] Liu Junzhi, Zhu AXing, Duan Zheng. Evaluation of TRMM 3B42 precipitation product using rain gauge data in Meichuan watershed, Poyang Lake basin, China[J]. Journal of Resources and Ecology, 2012,3(4),359-366.

[11] 駱三,苗峻峰,牛濤,等.TRMM 測雨產(chǎn)品 3 B42 與臺站資料在中國區(qū)域的對比分析[J].氣象,2011,37(9):1081-1090.

[12] Chen Sheng, Yang Hong, Cao Qing, et al. Similarity and difference of the two successive V6 and V7 TRMM multisatellite precipitation analysis performance over China[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2013,118(23):13,060-13,074.

[13] Koo M S, Hong S Y, Kim J. An evaluation of the tropical rainfall measuring mission(TRMM) multi-satellite precipitation analysis(TMPA) data over South Korea[J].Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 2009,45(3):265-282.

[14] Huffman G J, Bolvin D T, Braithwaite D, et al. NASA Global Precipitation Measurement (GPM) Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM(IMERG)[M]∥Algorithm theoretical basis document, version 4.1. NASA, 2013.

[15] George J H, Robert F A, David T B. The TRMM Multisatellite Precipitation Analysis(TMPA): Quasi-global, multiyear,combined-sensor precipitation estimates at fine scales[J]. Journal of Hydrometeorology, 2006,8(1):38-55.

[16] 國家科技基礎(chǔ)條件平臺—國家地球系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享平臺—湖泊—流域科學(xué)數(shù)據(jù)中心.中國2002年1∶25萬一級流域分級數(shù)據(jù)集[DB/OL]. (20020105)[20150525]http:∥lake.data.ac.cn.

[17] Iguchi T, Kozu T, Kwiatkowski J, et al. Uncertainties in the rain profiling algorithm for the TRMM precipitation radar[J].気象集誌，2009,87(2):1-30.

[18] 劉元波,傅巧妮,宋平,等.衛(wèi)星遙感反演降水研究綜述[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2011,26(11):1162-1172.

[19] Bidwell S W, Flaming G M, Durning J F, et al. The global precipitation measurement (GPM) microwave imager (GMI) instrument: role, performance, and status[C]∥Geoscience and Remote Sensing Symposium,IGARSS’05. Proceedings. IEEE： IEEE International， 2005.

[20] Huffman G J, Bolvin D T, Braithwaite D, et al. Developing the integrated multi-satellite retrievals for GPM (IMERG)[J]. Acta Paulista De Enfermagem, 2012, 25(1):146-150.

[21] 商建,范學(xué)花,楊汝良.TRMM衛(wèi)星測雨雷達(dá)與地基雷達(dá)的數(shù)據(jù)匹配問題研究[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2009,24(2):164-166.

[22] 唐國強,萬瑋,曾子悅,等.全球降水測量(GPM)計劃及其最新進(jìn)展綜述[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,2015,30(4):607-615.

Comparison Study on Accuracies of Precipitation Data Using GPM and TRMM Product in Haihe River Basin

WEI Zhiming, YUE Guanyin, LI Jia, Lü Tianyang

(1.CollegeofUrbanandEnvironmentalScience,LiaoningNormalUniversity,Dalian,Liaoning116029,China; 2.EsriChinaInformationTechnologyCo.Ltd,Beijing100027,China; 3.DalianSeaUSCDynamicSurveillanceManagementCenter,Dalian,Liaoning116011,China)

[Objective] The accuracies of GPM and TRMM precipitation data were measured to evaluate the applicability of TRMM and GPM data in the Haihe River basin. [Methods] The precipitation products from April to October 2014 in the Haihe River basin were compared with the corresponding data measured with rain gauges from 35 meteorological stations. the coefficient of determinationR2and relative error BIAS were used as statistical indicators to evaluate the performance of GPM(global precipitation measurement) and TRMM (tropical rainfall measuring mission). [Results] GPM performed slightly better than TRMM did. The coefficient of determinationR2between satellite precipitation product and in-situ data were 0.758 2 and 0.760 7 for TRMM and GPM, the slopeKwere 0.810 5 and 0.833 5, respectively. Although the difference between TRMM and GPM was minor and both of them underestimated the real precipitation, accuracies of them still were relative high. [Conclusion] GPM IMERG precipitation product has potentially good application prospect in monthly scale hydrology for its high spatial resolution.

GPM； TRMM； precipitation data； evaluation

2016-10-13

2016-11-08

魏志明(1991—)，男(漢族)，遼寧省沈陽市人，碩士研究生，研究方向為地理信息系統(tǒng)。E-mail:876830062@qq.com。

B

1000-288X(2017)02-0171-06

P412.27