(19)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 202211109941.X (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 街道八一路2 99号 (72)发明人 雷雅文　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 龚雅静 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 基于多种时空指标及综合排序的变量优选 气候模式的方法 (57)摘要 本发明提出基于多种时空指标及综合排序 的变量优选气候模式的方法， 包括以根据实际需 求， 选取若干气候模式， 根据研究区域情况， 将若 干气候模式输出的各变量从原始网格尺度进行 内插到目标分辨率， 对各变量进行数据处理， 分 别得到研究区域空间平均对应的时间序列， 以及 时间平均对应的空间格点分布， 使用多个时间评 价指标分别对不同气候模式对各变量时间序列 的模拟效果进行评价并排序， 使用多个空间评价 指标分别对不同气候模式对各变量空间格点的 模拟效果进行评价并排序， 筛选得到各变量对应 的最优气候模式， 得到相应变量未来预测值， 计 算量较小、 节约计算资源， 并通过选取最佳模式 得到了未来不同情境下气候变量的相应数据。 权利要求书4页 说明书12页 附图4页 CN 115186941 A 2022.10.14 CN 115186941 A 1.基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤S1、 根据实际需求， 选取若干气候模式； 步骤S2、 根据研究区域情况， 将若干气候模式输出的各变量从原始网格尺度进行内插， 内插到目标分辨 率； 步骤S3、 对各变量进行数据处理， 分别得到研究区域空间平均对应的时间序列， 以及时 间平均对应的空间格点分布； 步骤S4、 使用多个时间评价指标分别对目标分辨率下的不同气候模式对各变量时间序 列的模拟效果进行评价并排序， 并基于多个时间评价指标对不同气候模式进行排序； 步骤S5、 使用多个空间评价指标分别对目标分辨率下的不同气候模式对各变量空间格 点的模拟效果进行评价并排序， 并基于多个空间评价指标对不同气候模式进行排序； 步骤S6、 针对目标区域在目标分辨率下筛选得到各变量对应的最优气候模式， 得到相 应变量未来预测值。 2.根据权利要求1所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于： 若干气候模式从IPC C公布的C MIP5或CMIP6中选取。 3.根据权利要求1所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中具体包括： 步骤S201、 采用多种插值方法将若干气候模式输出的各变量从原始网格尺度进行内 插， 内插到目标观测数据对应的网格分辨 率； 步骤S202、 采用空间数据的均值、 方差、 协方差、 独立性和变异函数的估计分析多种插 值方法； 步骤S203、 评价多种插值方法； 步骤S204、 选择合 适的插值方法； 步骤S205、 采用步骤S204选出的插值方法进行 数据内插。 4.根据权利要求1所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于： 所述步骤S201中， 多种插值方法包括双曲线插值法、 反距离插值法、 克里金插 值法和地理加权回归 插值法。 5.根据权利要求1所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于： 所述步骤S4中， 多个时间评价指标包括误差、 相关误差、 均方根误差、 归一化均 方根误差、 纳什效率系数， 其中， 误差计算 的计算公式为： （1） 其中， 和 分别为气候模式模拟结果以及观测数据不同统计时限上的平均值； 相对误差 的计算公式： （2） 其中， 和 为模型和观测数据时间序列 处的值， 为样本长度；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115186941 A 2均方根误差 的计算公式为： （3） 其中， 和 分别为在第 个网格、 的时间阶段气候模式模拟数据和观测数据的 值， 为格点总数， 为总数据量的大小； 归一化均方根 误差 的计算公式为： （4） 纳什效率系数 的计算公式为： （5） 。 6.根据权利要求5所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于： 基于多个时间评价指标对气候模式进行排序的计算公式为： （6） 其中， 为气候模式的个数， 为参与评价的时间评价指标个数， 此处为5， 为一个气候模式在一个时间评价指标中的排名， 值越大， 气候模式表现越 好， 排名越靠前。 7.根据权利要求1所述的基于多种时空指标及综合排序的变量优选气候模式的方法， 其特征在于： 多个空间评价指标包括 系数、 克莱姆系数、 模拟技能分数、 空间效率指标、 Kling‑Gupta效率系数， 其中， 系数的计算公式为： （7） 其中， 为观测组以及模拟组中的分类数， 如降水、 最高或最低气温， 是一个用于 描述数据类之间关系的权变矩阵， 表示观测数组中的类， 表示模拟数组中的类； 克莱姆系数 的计算公式为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115186941 A 3