区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用_熊敏诠

区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用_熊敏诠

第18卷 第6期 2013年11月

气 候 与 环 境 研 究

Climatic and Environmental Research

Vol. 18, No. 6

Nov. 2013

熊敏诠. 2013. 区域Delaunay三角剖分法在全国平均降水量中的应用 [J]. 气候与环境研究, 18 (6): 710–720, doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2013.12006. Xiong Minquan. 2013. Research on the application of constrained Delaunay triangulation in precipitation averaged over China [J]. Climatic and Environmental Research (in Chinese), 18 (6): 710–720.

区域Delaunay三角剖分法在全国平均

降水量中的应用

熊敏诠1, 2, 3

1中国科学院大气物理研究所，北京100029 2中国科学院大学，北京100049 3国家气象中心，北京100081

摘 要 介绍了Delaunay三角网的性质及其算法类型；根据1980～2009年全国2200个观测站的降水量资料，将观测点和采集的边界点共同进行普通的Delaunay三角剖分，通过删除边界点及其区域外的三角形以实现区域Delaunay三角剖分，得到了较理想全国陆地的Delaunay三角网；随后对球面上的三角片进行面积计算，在已知站点的经纬度情况下，将大地坐标系转换到空间直角坐标系中，应用平面三角余弦定理获得球面三角内角，从而求得三角片面积，并以面积大小确定各个站点降水量的权重系数，得到全国平均降水量值。对比分析了30年的全国不同时间尺度（日、月、年）平均降水量，Delaunay三角法对应全国平均降水量均值和标准差都明显低于算术平均法，但是两种方法计算的降水量值的相关系数较高；通过Shapiro-Wilk方法进行正态性检验分析，两种计算方法求得的年平均降水量总体服从正态分布；在方差奇性的F检验中，两者的方差具有非奇性特点；使用t检验，在显著性α=0.05时，Delaunay三角剖分法计算的全国平均降水量总体均值偏小。最后，根据欧洲和日本数值模式2009年的降水预报，对于两方法计算结果进行了比较，分析表明在较大区域的平均降水量计算中，较之于传统的算术平均法，基于区域的Delaunay三角剖分法更为合理；区域平均降水量不仅和计算方法有关，还和区域气候特点有密切关系。

关键词 区域Delaunay三角剖分法 算术平均法 全国平均降水量 统计检验

文章编号 1006–9585（2013）06–0710–11 中图分类号 P468.0 文献标识码 A doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2013.12006

Research on the Application of Constrained Delaunay Triangulation in

Precipitation Averaged over China

XIONG Minquan1, 2, 3

1 Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029 2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 3 National Meteorological Center, Beijing 100081

Abstract The properties and algorithm type for applying constrained Delaunay triangulation is studied. Based on the precipitation data from 2200 stations in China from 1980 to 2009, a set of station and boundary points is analyzed using ordinary Delaunay triangulation. Constrained Delaunay triangulation is achieved by deleting the boundary points and the relevant edges, and then calculating the spherical triangle area. After converting the geodetic coordinate system to a direct

收稿日期 2012–01–10收到，2013–09–22收到修定稿

资助项目 中国气象局“山洪地质灾害和中小河流洪水精细化气象预报系统改进和完善”课题

作者简介 熊敏诠，男，1970年出生，高工，主要从事数值预报和气候学研究。E-mail: minquanxiong@sina.com

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