Reducción Espacial de Datos de Precipitación en Regiones Áreas Basada en el Modelo XGBoost-MGWR: Un Estudio de Caso de la Región de Turpan-Hami
Autores: He, Huanhuan; Wang, Jinjie; Ding, Jianli; Wang, Lei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Reducción Espacial de Datos de Precipitación en Regiones Áreas Basada en el Modelo XGBoost-MGWR: Un Estudio de Caso de la Región de Turpan-Hami
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencias medioambientales generales
Palabras clave
Precipitación
Datos
Factores climáticos
Satélite
Región
Análisis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los datos de precipitación precisos y confiables son importantes para analizar la distribución regional de la precipitación, la gestión de recursos hídricos y la construcción del entorno ecológico. Debido a la escasez de estaciones meteorológicas en la región de Turpan-Hami, las condiciones de observación de la precipitación son limitadas y es difícil obtener datos de precipitación. En primer lugar, se evaluó la aplicabilidad de los datos de precipitación satelital TRMM 3B43v7, GPM_3IMERGM 06 y CMORPH CDR para la región de Turpan-Hami, y se seleccionaron los productos con mejor aplicabilidad. A continuación, se combinó el Algoritmo de Aumento de Gradiente Extremo (XGBoost) y el modelo de Explicaciones Aditivas de Shapley para Aprendizaje Automático (SHAP) para llevar a cabo un análisis de importancia de características sobre los factores climáticos que afectan la precipitación (temperatura media, evapotranspiración real, velocidad del viento, cobertura de nubes), de los cuales se seleccionaron los factores climáticos con mayor influencia en la precipitación. Combinando los factores climáticos, el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), la pendiente, la orientación y la elevación como variables explicativas, se construyó un modelo de Regresión Geográficamente Ponderada a Múltiples Escalas (MGWR) para obtener los datos de precipitación mensual con una resolución espacial de 1 km en el área de Turpan-Hami desde 2001 hasta 2020. Finalmente, se analizaron las características de distribución espaciotemporal y la tendencia cambiante de la precipitación en la región de Turpan-Hami desde 2001 hasta 2020. Los resultados muestran que (1) los datos de precipitación satelital GPM_3IMERGM 06 exhiben buena aplicabilidad en la región de Turpan-Hami. (2) La verificación de precisión de los resultados de escalado a la baja desde una escala mensual y una escala anual muestra que la precisión y la resolución espacial de los datos mejoran después del escalado a la baja. (3) Desde 2001 hasta 2020, la precipitación en la región de Turpan-Hami mostró una tendencia de aumento no significativa.
Descripción
Los datos de precipitación precisos y confiables son importantes para analizar la distribución regional de la precipitación, la gestión de recursos hídricos y la construcción del entorno ecológico. Debido a la escasez de estaciones meteorológicas en la región de Turpan-Hami, las condiciones de observación de la precipitación son limitadas y es difícil obtener datos de precipitación. En primer lugar, se evaluó la aplicabilidad de los datos de precipitación satelital TRMM 3B43v7, GPM_3IMERGM 06 y CMORPH CDR para la región de Turpan-Hami, y se seleccionaron los productos con mejor aplicabilidad. A continuación, se combinó el Algoritmo de Aumento de Gradiente Extremo (XGBoost) y el modelo de Explicaciones Aditivas de Shapley para Aprendizaje Automático (SHAP) para llevar a cabo un análisis de importancia de características sobre los factores climáticos que afectan la precipitación (temperatura media, evapotranspiración real, velocidad del viento, cobertura de nubes), de los cuales se seleccionaron los factores climáticos con mayor influencia en la precipitación. Combinando los factores climáticos, el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), la pendiente, la orientación y la elevación como variables explicativas, se construyó un modelo de Regresión Geográficamente Ponderada a Múltiples Escalas (MGWR) para obtener los datos de precipitación mensual con una resolución espacial de 1 km en el área de Turpan-Hami desde 2001 hasta 2020. Finalmente, se analizaron las características de distribución espaciotemporal y la tendencia cambiante de la precipitación en la región de Turpan-Hami desde 2001 hasta 2020. Los resultados muestran que (1) los datos de precipitación satelital GPM_3IMERGM 06 exhiben buena aplicabilidad en la región de Turpan-Hami. (2) La verificación de precisión de los resultados de escalado a la baja desde una escala mensual y una escala anual muestra que la precisión y la resolución espacial de los datos mejoran después del escalado a la baja. (3) Desde 2001 hasta 2020, la precipitación en la región de Turpan-Hami mostró una tendencia de aumento no significativa.