干旱间互馈关系的确定方法及系统

本发明公开了一种干旱间互馈关系的确定方法及系统，尤其是一种基于藤copula的状态视角下的干旱间互馈关系的确定方法及系统，属于干旱互馈。

背景技术：

1、干旱是最严重的自然灾害之一，它会造成水资源短缺、生态系统破坏、农业生产损失等危害，给整个生态系统和社会发展造成巨大损失。目前，干旱已经引起了许多研究者的关注。根据干旱的成因和影响，可将其分为气象干旱、水文干旱、农业干旱、生态干旱和社会经济干旱。不同的干旱之间存在复杂的联系。干旱的形成和致灾过程往往涉及多种类型、阶段和情景的相互反馈和相互作用。随着时间的推移，一种干旱会逐渐导致另一种干旱，在不同类型的干旱之间传递水分损失被称为干旱传播。现有的研究集中在不同干旱或干旱传播之间的联系，然而，目前缺乏干旱之间的反馈研究。

2、以气象干旱和农业干旱为例分析，气象干旱被定义为降水不足，农业干旱被定义为土壤水分不足。在陆-气耦合系统中，气象干旱与农业干旱之间的反馈过程非常复杂。多项研究表明，气象干旱在一定程度上可以传导到农业干旱。然而缺乏农业干旱对气象干旱的反馈研究，导致干旱预警能力差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，提供一种干旱间互馈关系的确定方法及系统，以解决现有技术中缺乏干旱之间的反馈研究导致的干旱预警能力差的技术问题。

2、本发明的第一方面提供了一种干旱间互馈关系的确定方法，包括：

3、获取第一种干旱的干旱指数和第二种干旱的干旱指数；

4、根据两个所述干旱指数，确定两种干旱之间的联合分布；

5、根据所述联合分布，确定所述第一种干旱在前一时间段发生的条件下又在当前时间段发生的条件概率p1和第一种干旱在前一时间段发生的条件下随第二种干旱变化的多个发生条件概率p2；

6、根据所述p1和多个所述p2，确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系。

7、优选地，根据所述p1和多个所述p2，确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系，具体包括：

8、当p2<p1时，则所述第二种干旱对所述第一种干旱为负反馈；

9、当p2>p1时，则所述第二种干旱对所述第一种干旱为正反馈。

10、优选地，在确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系之后，还包括：

11、根据所述p1和所述p2，确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间互馈的转换阈值。

12、优选地，在确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间互馈的转换阈值之后，还包括：

13、根据所述转换阈值，确定所述第二种干旱对所述第一种干旱的反馈敏感程度。

14、优选地，根据所述转换阈值，确定所述第二种干旱对所述第一种干旱的反馈敏感程度，具体包括：

15、获取小于所述转换阈值的多个所述第二种干旱的干旱指数及每个干旱指数对应的p2，结合曲线拟合的方式，确定所述第二种干旱对所述第一种干旱的正反馈敏感程度；

16、获取大于或等于所述转换阈值的多个所述第二种干旱的干旱指数及每个干旱指数对应的p2，结合曲线拟合的方式，确定所述第二种干旱对所述第一种干旱的负反馈敏感程度。

17、优选地，根据两个所述干旱指数，确定两种干旱之间的联合分布，具体包括：

18、分别获取前一时段第一种干旱的干旱指数、当前时段第一种干旱的干旱指数和当前时段第二种干旱的干旱指数的边缘分布；；

19、利用藤copula函数，获取上述多个边缘分布之间的多个初步联合分布；

20、从所述多个初步联合分布中筛选出一个最优的初步联合分布作为两种干旱之间的联合分布。

21、优选地，所述多个初步联合分布包括正态copula联合分布、t copula联合分布、gumble copula联合分布、clayton copula联合分布和frank copula联合分布。

22、优选地，从所述多个初步联合分布中筛选出一个最优的初步联合分布作为两种干旱之间的联合分布，具体包括：

23、结合赤池信息量准则，从所述多个初步联合分布中筛选出一个最优的初步联合分布作为两种干旱之间的联合分布。

24、优选地，所述第一种干旱的干旱指数和所述第二种干旱的干旱指数为相同时间尺度、相同空间分辨率下的干旱指数。

25、本发明的第二方面提供了一种干旱间互馈关系的确定系统，包括：

26、指数获取模块，所述指数获取模块用于获取第一种干旱的干旱指数和第二种干旱的干旱指数；

27、分布确定模块，所述分布确定模块用于根据两个所述干旱指数，确定两种干旱之间的联合分布；

28、概率确定模块，所述概率确定模块用于根据所述联合分布，确定所述第一种干旱在前一时间段发生的条件下又在当前时间段发生的条件概率p1和第一种干旱在前一时间段发生的条件下随第二种干旱变化的多个发生条件概率p2；

29、关系确定模块，所述关系确定模块用于根据所述p1和多个所述p2，确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系。

30、本发明的干旱间互馈关系的确定方法及系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：

31、本发明构建基于藤copula的状态视角下干旱间互馈关系的确定方法，能够诊断干旱多影响要素之间的互馈方向，计算不同状态情景下干旱之间的负-正反馈转换阈值，并量化干旱间正反馈和负反馈的反馈敏感程度，有助于农业干旱精准调控，是灌溉的重要指示信息。

技术特征：

1.一种干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，根据所述p1和多个所述p2，确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系，具体包括：

3.根据权利要求1所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，在确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间的互馈关系之后，还包括：

4.根据权利要求3所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，在确定所述第一种干旱和所述第二种干旱之间互馈的转换阈值之后，还包括：

5.根据权利要求4所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，根据所述转换阈值，确定所述第二种干旱对所述第一种干旱的反馈敏感程度，具体包括：

6.根据权利要求1所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，根据两个所述干旱指数，确定两种干旱之间的联合分布，具体包括：

7.根据权利要求6所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，所述多个初步联合分布包括正态copula联合分布、t copula联合分布、gumble copula联合分布、claytoncopula联合分布和frank copula联合分布。

8.根据权利要求6所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，从所述多个初步联合分布中筛选出一个最优的初步联合分布作为两种干旱之间的联合分布，具体包括：

9.根据权利要求1所述的干旱间互馈关系的确定方法，其特征在于，所述第一种干旱的干旱指数和所述第二种干旱的干旱指数为相同时间尺度、相同空间分辨率下的干旱指数。

10.一种干旱间互馈关系的确定系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种干旱间互馈关系的确定方法及系统，其中方法包括获取第一种干旱的干旱指数和第二种干旱的干旱指数；根据两个干旱指数，确定两种干旱之间的联合分布；根据联合分布，确定第一种干旱在前一时间段发生的条件下又在当前时间段发生的条件概率P<subgt;1</subgt;和第一种干旱在前一时间段发生的条件下随第二种干旱变化的多个发生条件概率P<subgt;2</subgt;；根据P<subgt;1</subgt;和多个P<subgt;2</subgt;，确定第一种干旱和述第二种干旱之间的互馈关系。本发明能够诊断干旱多影响要素之间的互馈方向，计算不同状态情景下干旱之间的负‑正反馈转换阈值，并量化干旱间正反馈和负反馈的反馈敏感程度，有助于农业干旱精准调控。

技术研发人员：魏晓婷,黄生志,黄强,史海匀,佘敦先,穆振侠,刘东,郭雯雯
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15