本技術(shù)屬于干旱事件識(shí)別及評(píng)估，具體涉及一種基于物理機(jī)制的干旱事件綜合評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、在一定的時(shí)間和空間邊界上，水分虧缺特征持續(xù)緩慢積累，逐步形成干旱現(xiàn)象，干旱現(xiàn)象發(fā)展到一定程度則可能對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成損失。在時(shí)空尺度上，一般采用干旱強(qiáng)度來量化表征干旱事件的嚴(yán)重程度。一場干旱事件中干旱強(qiáng)度的分布特征與其造成的經(jīng)濟(jì)社會(huì)損失密切相關(guān)，因此研究干旱強(qiáng)度的時(shí)空域分布函數(shù)具有重要意義。

2、目前針對(duì)干旱事件的強(qiáng)度的研究大多側(cè)重時(shí)間域的分布函數(shù)分析，忽視了干旱強(qiáng)度的時(shí)空域雙重分布函數(shù)分析，難以建構(gòu)普適性的干旱強(qiáng)度時(shí)空域分布函數(shù)方程。其次，現(xiàn)有干旱事件的整體評(píng)估手段大多從統(tǒng)計(jì)角度出發(fā)，通過加權(quán)求和、特定函數(shù)結(jié)構(gòu)等方式構(gòu)建指標(biāo)，來對(duì)干旱事件整體進(jìn)行對(duì)比分析，這種方式未考慮相關(guān)特征變量的非線性函數(shù)關(guān)系，未從特征變量的理論統(tǒng)計(jì)分布出發(fā)，構(gòu)建包含物理機(jī)制的干旱事件整體評(píng)估指標(biāo)?？偠灾壳暗母珊凳录u(píng)估方法普遍存在不全面、不系統(tǒng)、缺乏物理機(jī)制等不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供一種基于物理機(jī)制的干旱事件綜合評(píng)估方法，以解決背景技術(shù)中所提及的不足。

2、本技術(shù)提供的一種基于物理機(jī)制的干旱事件綜合評(píng)估方法，包括：

3、s100：利用日尺度干旱事件識(shí)別方法提取干旱事件；

4、s200：獲取干旱事件的日干旱強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的時(shí)間長度，按日干旱強(qiáng)度降序排列并繪制時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度與時(shí)間長度的關(guān)系曲線；基于該關(guān)系曲線獲得時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度和所對(duì)應(yīng)時(shí)間長度的自然對(duì)數(shù)的散點(diǎn)分布，對(duì)散點(diǎn)分布進(jìn)行線性回歸擬合，取線性回歸線斜率的相反數(shù)為時(shí)間系數(shù) a，取線性回歸線的截距為，代表時(shí)間長度等于1時(shí)的理論時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度；

5、s300：獲取干旱事件的格點(diǎn)干旱強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的覆蓋面積，按格點(diǎn)干旱強(qiáng)度降序排列并繪制空間域平均干旱強(qiáng)度與覆蓋面積的關(guān)系曲線；基于該關(guān)系曲線獲得空間域平均干旱強(qiáng)度和所對(duì)應(yīng)覆蓋面積的自然對(duì)數(shù)的散點(diǎn)分布，對(duì)散點(diǎn)分布進(jìn)行一元線性回歸擬合，取一元線性回歸擬合線的相反數(shù)作為空間系數(shù) b，取一元線性回歸擬合線的截距為，代表覆蓋面積為1時(shí)的理論空間域平均干旱強(qiáng)度；

6、s400：根據(jù)時(shí)間系數(shù) a和空間系數(shù) b，采用評(píng)估所提取干旱事件的綜合強(qiáng)度 f( n, s)，其中， n表示干旱事件的時(shí)間長度， s表示干旱事件的覆蓋面積，代表時(shí)空域平均干旱強(qiáng)度；

7、的計(jì)算方法如下：將干旱事件期間 n的格點(diǎn)日干旱強(qiáng)度降序排列，取覆蓋面積 s內(nèi)所有格點(diǎn)日干旱強(qiáng)度的平均值，即時(shí)空域平均干旱強(qiáng)度。

8、在一些具體實(shí)施方式中，利用日尺度干旱事件識(shí)別方法提取干旱事件，包括：

9、采用以下規(guī)則識(shí)別日尺度的干旱事件：

10、規(guī)則1：在時(shí)間尺度上，干旱事件開始和結(jié)束的閾值設(shè)定為-1；

11、規(guī)則2：在時(shí)間尺度上，若相鄰的兩次干旱事件的時(shí)間間隔僅為1天，且當(dāng)天spei值小于0，則合并這兩次相鄰的干旱事件，合并后的持續(xù)時(shí)間為兩次干旱事件持續(xù)時(shí)間之和，干旱強(qiáng)度則為兩次干旱事件的干旱強(qiáng)度之和；否則認(rèn)定為兩次獨(dú)立的干旱事件；

12、規(guī)則3：在空間尺度上，某日研究區(qū)范圍內(nèi)有大于等于5%的格點(diǎn)干旱指數(shù)小于-1，且連續(xù)15個(gè)干旱日之間格點(diǎn)重合率≥50%，則判定為一場時(shí)空連續(xù)的干旱事件。

13、進(jìn)一步的，綜合強(qiáng)度 f( n, s)的推導(dǎo)包括：

14、（一）按日干旱強(qiáng)度降序排列獲得干旱事件的日干旱強(qiáng)度與時(shí)間長度的關(guān)系，基于該關(guān)系構(gòu)建時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度的非線性函數(shù)關(guān)系，見式（1）~（2）；采用微分方程構(gòu)建時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度與時(shí)間長度的分布函數(shù)關(guān)系，即時(shí)間域模型，見式（3）；

15、（二）按格點(diǎn)干旱強(qiáng)度降序排列獲得干旱事件的格點(diǎn)干旱強(qiáng)度與覆蓋面積的關(guān)系，基于該關(guān)系構(gòu)建空間域平均干旱強(qiáng)度的非線性函數(shù)關(guān)系，見式（4）~（5）；采用微分方程構(gòu)建空間域平均干旱強(qiáng)度與覆蓋面積的分布函數(shù)關(guān)系，即空間域模型，見式（6）；

16、（三）結(jié)合時(shí)間域模型和空間域模型，構(gòu)建時(shí)間長度、覆蓋面積與時(shí)空平均干旱強(qiáng)度的分布函數(shù)模型，記為時(shí)空域模型；其中，表示時(shí)間長度 n、覆蓋面積 s的條件下，干旱事件的時(shí)空域平均干旱強(qiáng)度；表示時(shí)間長度1、覆蓋面積為1時(shí)理論時(shí)空域平均干旱強(qiáng)度；

17、（四）對(duì)時(shí)空域模型取倒數(shù)，等式右側(cè)為綜合強(qiáng)度；

18、????????????????????????????????????（1）

19、??????????????????????????????????（2）

20、???????????????????????????（3）

21、式（1）~（3）中，代表時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度，代表平均干旱強(qiáng)度變化量； t代表平均干旱強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的時(shí)間長度，代表時(shí)間長度變化量， n表示時(shí)間長度； i e( n)表示從0開始到時(shí)刻 n的時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度； i e(1)代表時(shí)間長度等于1時(shí)的理論時(shí)間域平均干旱強(qiáng)度；

22、???????????????????????????????（4）

23、????????????????????????????（5）

24、??????????????????????????（6）

25、式（4）~（5）中：表示空間域平均干旱強(qiáng)度，代表空間域平均干旱強(qiáng)度變化量； s表示覆蓋面積，代表覆蓋面積變化量；表示覆蓋面積為 s時(shí)的空間域平均干旱強(qiáng)度；代表覆蓋面積為1時(shí)的理論空間域平均干旱強(qiáng)度。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有如下特點(diǎn)和有益效果：

27、本技術(shù)從干旱事件整體出發(fā)，建立干旱強(qiáng)度的時(shí)空域雙重分布函數(shù)，基于該時(shí)空域雙重分布函數(shù)推導(dǎo)出具有物理機(jī)制的干旱事件綜合評(píng)估方法。本技術(shù)避免了時(shí)間、空間、強(qiáng)度不同量綱要素的直接對(duì)比，實(shí)現(xiàn)干旱事件情勢的時(shí)空對(duì)比分析，便于更全面系統(tǒng)地評(píng)估出干旱事件情勢的整體特征。

28、本技術(shù)采用所推導(dǎo)的綜合強(qiáng)度對(duì)干旱事件進(jìn)行評(píng)估，可以不需要數(shù)值歸一化，統(tǒng)一量綱后可直接進(jìn)行不同事件之間，同一事件的不同時(shí)空之間的定量對(duì)比，排除單一干旱特征量對(duì)比產(chǎn)生的旱情誤判，為干旱事件的階段劃分、空間分區(qū)、旱情的時(shí)空遷移等工作奠定基礎(chǔ)，有利于干旱事件的診斷與預(yù)警工作，對(duì)于保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展，加強(qiáng)抗旱減災(zāi)工作具有重要意義。