本發(fā)明涉及干旱傳播的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種多類型干旱傳播過程分析方法、裝置、介質(zhì)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在眾多極端氣候事件中，干旱作為全球最普遍的自然災(zāi)害，具有高頻發(fā)、長歷時(shí)、范圍廣、損失大等特點(diǎn)。2021年世界氣象組織（world?meteorological?organization,wmo）發(fā)布的一份報(bào)告顯示，在過去的半個(gè)世紀(jì)中，平均每天發(fā)生一場與氣候、天氣或水有關(guān)的災(zāi)害，平均每天造成115人死亡，其中導(dǎo)致人員傷亡最嚴(yán)重的災(zāi)害是干旱。然而，我國作為氣候變化的敏感區(qū)域，極易受到氣候變化的影響，在變化環(huán)境下，我國的干旱將面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2、干旱問題復(fù)雜、涉及面廣，不同學(xué)科對干旱有不同的理解與定義。傳統(tǒng)上干旱類型可以分為四類：氣象、水文、農(nóng)業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)干旱?(organization,?2006)。干旱傳播是涉及水循環(huán)中各組分的復(fù)雜過程，然而，當(dāng)前有關(guān)干旱傳播的研究多關(guān)注于某兩類干旱之間，缺乏考慮多種類型干旱的系統(tǒng)性研究，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確預(yù)測某一地區(qū)對干旱的抵抗能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多類型干旱傳播過程分析方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，即現(xiàn)有技術(shù)中準(zhǔn)確預(yù)測某一地區(qū)對干旱的抵抗能力的問題，本發(fā)明提供一種多類型干旱傳播過程分析方法，該方法包括：

2、獲取待測區(qū)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù);

3、根據(jù)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù)，確定不同時(shí)間尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的相關(guān)性，得到氣象-水文、氣象-農(nóng)業(yè)和氣象-地下水干旱的傳播時(shí)間，確定氣象-水文-農(nóng)業(yè)-地下水干旱的干旱傳播路徑；

4、基于氣象-水文-農(nóng)業(yè)-地下水干旱的干旱傳播路徑，采用非參數(shù)核密度估計(jì)的方法，結(jié)合連接函數(shù)copula來擬合各干旱指數(shù)對應(yīng)的邊緣分布函數(shù)，通過對邊緣分布函數(shù)進(jìn)行積分，分別構(gòu)建氣象-水文、水文-農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)-地下水干旱對應(yīng)的聯(lián)合分布函數(shù)，確定待測區(qū)在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率；

5、根據(jù)干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率，以固定滑動步長對氣象干旱指數(shù)在一定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行迭代，得到每次迭代所對應(yīng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率結(jié)果，通過預(yù)先設(shè)定一個(gè)發(fā)生水文干旱的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率值，當(dāng)每次迭代所對應(yīng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率大于等于預(yù)先設(shè)定的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率值時(shí)，確定此時(shí)對應(yīng)的氣象干旱指數(shù)所在區(qū)間為待測區(qū)干旱的觸發(fā)閾值，根據(jù)傳播過程中觸發(fā)閾值的變化，得到待測區(qū)對干旱的抵抗能力。

6、可選的，所述確定不同時(shí)間尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的相關(guān)性，具體包括：

7、采用??斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)法確定不同尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的最大正相關(guān)性。

8、可選的，所述采用非參數(shù)核密度估計(jì)的方法，結(jié)合連接函數(shù)copula來擬合各干旱指數(shù)對應(yīng)的邊緣分布函數(shù)，具體包括：

9、采用如下公式得到邊緣分布函數(shù)：

10、，

11、其中，為來自未知分布的隨機(jī)樣本，為窗寬, n為樣本個(gè)數(shù)， x為需要估計(jì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)， i為隨機(jī)樣本序列號。

12、可選的，所述構(gòu)建雙變量聯(lián)合分布函數(shù)，確定待測區(qū)在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率，具體包括：

13、根據(jù)雙變量聯(lián)合分布函數(shù)，結(jié)合貝葉斯概率模型，對水文干旱相對于不同等級氣象干旱的條件概率進(jìn)行分析，確定待測區(qū)在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率。

14、可選的，所述氣象干旱等級，具體包括：

15、輕度干旱等級、中度干旱等級、重度干旱等級和極端干旱等級。

16、本發(fā)明提供了一種多類型干旱傳播過程分析裝置，包括：

17、獲取模塊，用于獲取待測區(qū)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù)；

18、相關(guān)性分析模塊，用于根據(jù)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù)，確定不同時(shí)間尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的相關(guān)性，得到氣象-水文、氣象-農(nóng)業(yè)和氣象-地下水干旱的傳播時(shí)間，確定氣象-水文-農(nóng)業(yè)-地下水干旱的干旱傳播路徑；

19、構(gòu)建模塊，用于基于氣象-水文-農(nóng)業(yè)-地下水干旱的干旱傳播路徑，采用非參數(shù)核密度估計(jì)的方法，結(jié)合連接函數(shù)copula來擬合各干旱指數(shù)對應(yīng)的邊緣分布函數(shù)，通過對邊緣分布函數(shù)進(jìn)行積分，分別構(gòu)建氣象-水文、水文-農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)-地下水干旱對應(yīng)的聯(lián)合分布函數(shù)，確定待測區(qū)在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率；

20、確定模塊，用于根據(jù)干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率，以固定滑動步長對氣象干旱指數(shù)在一定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行迭代，得到每次迭代所對應(yīng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率結(jié)果，通過預(yù)先設(shè)定一個(gè)發(fā)生水文干旱的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率值，當(dāng)每次迭代所對應(yīng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率大于等于預(yù)先設(shè)定的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率值時(shí)，確定此時(shí)對應(yīng)的氣象干旱指數(shù)所在區(qū)間為待測區(qū)干旱的觸發(fā)閾值，根據(jù)傳播過程中觸發(fā)閾值的變化，得到待測區(qū)對干旱的抵抗能力。

21、本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述多類型干旱傳播過程分析方法。

22、本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述多類型干旱傳播過程分析方法。

23、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提供了一種多類型干旱傳播過程分析方法，該方法通過獲取待測區(qū)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù)，確定不同時(shí)間尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的相關(guān)性，得到干旱傳播時(shí)間，從而確定氣象-水文-農(nóng)業(yè)-地下水干旱的干旱傳播路徑；根據(jù)干旱傳播路徑，結(jié)合連接函數(shù)copula構(gòu)建氣象-水文、水文-農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)-地下水干旱對應(yīng)的聯(lián)合分布函數(shù)，確定在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率；最后，將干旱風(fēng)險(xiǎn)概率與預(yù)先設(shè)定的干旱風(fēng)險(xiǎn)概率值進(jìn)行比較，得到誘發(fā)次一級類型干旱的觸發(fā)閾值，根據(jù)觸發(fā)閾值的變化，從而準(zhǔn)確預(yù)測某一地區(qū)對干旱的抵抗能力。

技術(shù)特征：

1.一種多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，所述確定不同時(shí)間尺度的氣象干旱指數(shù)分別與水文干旱指數(shù)、農(nóng)業(yè)干旱指數(shù)和地下水干旱指數(shù)之間的相關(guān)性，具體包括：

3.如權(quán)利要求1所述多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，所述采用非參數(shù)核密度估計(jì)的方法，結(jié)合連接函數(shù)copula來擬合各干旱指數(shù)對應(yīng)的邊緣分布函數(shù)，具體包括：

4.如權(quán)利要求1所述多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，所述構(gòu)建雙變量聯(lián)合分布函數(shù)，確定待測區(qū)在不同氣象干旱等級的情況下，引發(fā)次一級干旱的風(fēng)險(xiǎn)概率，具體包括：

5.如權(quán)利要求1所述多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，所述氣象干旱等級，具體包括：

6.如權(quán)利要求1所述多類型干旱傳播過程分析方法，其特征在于，所述固定滑動步長為0.1。

7.一種多類型干旱傳播過程分析裝置，其特征在于，包括：

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述多類型干旱傳播過程分析方法。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～6任一所述多類型干旱傳播過程分析方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多類型干旱傳播過程分析方法、裝置、介質(zhì)和設(shè)備，涉及干旱傳播的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，包括獲取待測區(qū)不同時(shí)間尺度下的氣象、水文、農(nóng)業(yè)和地下水干旱數(shù)據(jù)，得到氣象?水文、氣象?農(nóng)業(yè)和氣象?地下水干旱的傳播時(shí)間，確定氣象?水文?農(nóng)業(yè)?地下水干旱的干旱傳播路徑；通過構(gòu)建雙變量聯(lián)合分布函數(shù)，得到在不同氣象干旱等級下引發(fā)干旱風(fēng)險(xiǎn)概率，并以固定滑動步長對氣象干旱指數(shù)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行迭代，確定干旱的觸發(fā)閾值，根據(jù)觸發(fā)閾值的變化，得到待測區(qū)對干旱的抵抗能力。本發(fā)明通過確定干旱傳播路徑，結(jié)合干旱觸發(fā)閾值，能夠準(zhǔn)確預(yù)測某一地區(qū)對干旱的抵抗能力。

技術(shù)研發(fā)人員：韓知明,李志,黃強(qiáng),趙靜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北農(nóng)林科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19