POROVNÁNÍ SRÁŽKOVÝCH POROVNÁNÍ SRÁŽKOVÝCH ÚHRNŮ S RADAROVÝMI ÚHRNŮ S RADAROVÝMI

DATYDATY

Řešitel: Bc. Monika KaňokováŘešitel: Bc. Monika Kaňoková

Vedoucí práce: Ing. Lucie Vedoucí práce: Ing. Lucie JuřikovskáJuřikovská

Úkoly a cíleÚkoly a cíle RešeršeRešerše Statistická analýza vstupních datStatistická analýza vstupních dat Interpolace vstupních dat vybranými Interpolace vstupních dat vybranými

metodamimetodami Porovnání výsledků interpolací Porovnání výsledků interpolací Tvorba výstupůTvorba výstupů

Způsoby získávání srážkových Způsoby získávání srážkových datdat

Klasická měřeníKlasická měření Meteorologické radiolokátoryMeteorologické radiolokátory Meteorologické družiceMeteorologické družice

Klasická měřeníKlasická měření

Široká pozorovací síť ČHMÚ:Široká pozorovací síť ČHMÚ: Srážkoměrné stanice - ruční (převážně Srážkoměrné stanice - ruční (převážně

dobrovolníci)dobrovolníci) Klimatologické - zautomatizovanáKlimatologické - zautomatizovaná

Výhody: Výhody: Poměrně značná přesnost v lokalitě měřeníPoměrně značná přesnost v lokalitě měření

NevýhodyNevýhody Pouze bodové údaje, nejsou spojitéPouze bodové údaje, nejsou spojité

Meteorologický radiolokátorMeteorologický radiolokátor

Zjišťování rozložení okamžitých intenzit Zjišťování rozložení okamžitých intenzit atmosférických srážekatmosférických srážek Do 100 – 200 kmDo 100 – 200 km U silných bouřek až 250 kmU silných bouřek až 250 km

Princip: schopnost srážkových částic rozptylovat Princip: schopnost srážkových částic rozptylovat elektromagnetické záření v atmosféřeelektromagnetické záření v atmosféře

Měřená radiolokační odrazivost Měřená radiolokační odrazivost Z Z má přímý má přímý vztah k okamžité intenzitě srážek v daném místěvztah k okamžité intenzitě srážek v daném místě

Výhody a nevýhody radarůVýhody a nevýhody radarů

Výhody: Výhody: Plošné pokrytíPlošné pokrytí Dobré prostorové i časové rozlišení datDobré prostorové i časové rozlišení dat Okamžitý přehled o pohybu a struktuře srážkových Okamžitý přehled o pohybu a struktuře srážkových

systémů (krátkodobé předpovědi)systémů (krátkodobé předpovědi)

Nevýhody: Nevýhody: Se vzrůstající vzdáleností se radarový paprsek vlivem Se vzrůstající vzdáleností se radarový paprsek vlivem

zakřivení Země vzdaluje od povrchu (horizontální zakřivení Země vzdaluje od povrchu (horizontální paprsek ve vzdálenosti 130 km je 1 km, 185 km - paprsek ve vzdálenosti 130 km je 1 km, 185 km - 2 km atd.) 2 km atd.) ->-> radiolokační odrazivost většiny radiolokační odrazivost většiny meteorologických cílů přitom obvykle rychle klesá s meteorologických cílů přitom obvykle rychle klesá s výškou. výškou.

Výhody a nevýhody radarůVýhody a nevýhody radarů

Nevýhody:Nevýhody: Svazek paprsků se s rostoucí vzdáleností rozšiřuje, Svazek paprsků se s rostoucí vzdáleností rozšiřuje,

nebývá již homogenně zaplněn srážkovými částiceminebývá již homogenně zaplněn srážkovými částicemi

Citlivost radaru se vzdáleností klesáCitlivost radaru se vzdáleností klesá

Se vzdáleností se také zvyšuje pravděpodobnost Se vzdáleností se také zvyšuje pravděpodobnost výskytu útlumu ve srážkách, ležících na dráze výskytu útlumu ve srážkách, ležících na dráze svazku.svazku.

Radary v ČRRadary v ČR Gematronik: skalky u ProtinavovaGematronik: skalky u Protinavova

(střední Morava)(střední Morava) EEC: Brdy – Praha (2000)EEC: Brdy – Praha (2000)

Dříve radar MRL-5 Praha LibušDříve radar MRL-5 Praha Libuš

Pokrytí ČR radaryPokrytí ČR radary

Datové zdrojeDatové zdroje Zdroj ČHMÚ:Zdroj ČHMÚ:

Srážkové úhrnySrážkové úhrny Radarová sumace Radarová sumace

Programový produktProgramový produkt ArcGIS 9.2 ArcGIS 9.2

Extense Geostatistical analyst Extense Geostatistical analyst

Zájmové územíZájmové území

Statistická analýzaStatistická analýza

Ověření statistické distibuceOvěření statistické distibuce Histogram, kvantilově-kvantilový Histogram, kvantilově-kvantilový

grafgraf Analýza trenduAnalýza trendu

Semivariogram – analýza prostorové Semivariogram – analýza prostorové variabilityvariability

Geostatistická analýzaGeostatistická analýza

InterpolaceInterpolace

Odhad neznámých hodnot na základě Odhad neznámých hodnot na základě známýchznámých

Důležité kritérium pro rozdělení metod:Důležité kritérium pro rozdělení metod: zda zachovává původní hodnoty -zda zachovává původní hodnoty ->> exaktní exaktní

metodymetody Zda dochází k vyhlazení hodnot i v místě se Zda dochází k vyhlazení hodnot i v místě se

známou hodnotouznámou hodnotou -> -> aproximační metody aproximační metody (vyhlazovací)(vyhlazovací)

Dělení metod: deterministické a Dělení metod: deterministické a geostatistickégeostatistické

Interpolační metodyInterpolační metody Použité interpolační metody:Použité interpolační metody:

Metoda inverzních vzdáleností IDW (exaktní)Metoda inverzních vzdáleností IDW (exaktní)• Využívá váženého lineárního průměru Využívá váženého lineárního průměru • Poměrně rychláPoměrně rychlá• Nevýhoda: tendence tvorby koncentrických izolinií Nevýhoda: tendence tvorby koncentrických izolinií

kolem původních hodnot (tzv. buličí oči). kolem původních hodnot (tzv. buličí oči).

Nastavení parametrů u IDWNastavení parametrů u IDW

Krigování (aproximační)Krigování (aproximační)• Odhady počítány na základě vážených lineárních Odhady počítány na základě vážených lineárních

průměrůprůměrů• pro každé místo optimalizována soustava vah tak, pro každé místo optimalizována soustava vah tak,

aby měl výsledný odhad co nejmenší chybu aby měl výsledný odhad co nejmenší chybu (rozptyl odhadu). (rozptyl odhadu).

Jednoduché krigováníJednoduché krigování Základní krigováníZákladní krigování

Mapové výstupyMapové výstupy

Porovnávání srážkových a radarových datPorovnávání srážkových a radarových dat Porovnání chybPorovnání chyb

Tabulkové výstupyTabulkové výstupy

Přehled naměřených hodnot a odhadů u Přehled naměřených hodnot a odhadů u jednotivých metodjednotivých metod

Porovnání výsledůPorovnání výsledů

Ověření výsledků pomocí bumerangového Ověření výsledků pomocí bumerangového testutestu

Střední kvadratická chyba (Root-Mean-Střední kvadratická chyba (Root-Mean-Square Error RMSE)Square Error RMSE) Musí být co nejnižšíMusí být co nejnižší

Menší RMSE u radarů!!

Mapové výstupyMapové výstupy Metoda inverzních vzdálenostíMetoda inverzních vzdáleností

Mapové výstupyMapové výstupy Metoda základního krigováníMetoda základního krigování

Mapové výstupyMapové výstupy Metoda jednoduchého krigováníMetoda jednoduchého krigování

Mapové výstupyMapové výstupy Metoda základního krigováníMetoda základního krigování

Tabulkové výstupyTabulkové výstupy

Přehled naměřených hodnot a jednotlivých metod pro Přehled naměřených hodnot a jednotlivých metod pro srážky v 6h.srážky v 6h.

Tabulkové výstupyTabulkové výstupy

Přehled naměřených hodnot a jednotlivých metod pro Přehled naměřených hodnot a jednotlivých metod pro radary v 6h.radary v 6h.

Použité zdroje:Použité zdroje: HORÁK, J.: HORÁK, J.: Úvod do geostatistiky a interpolace Úvod do geostatistiky a interpolace

prostorových dat.prostorových dat. Sylabus pro účastníky semináře Sylabus pro účastníky semináře GEOSTATISTIKA při konferenci GIS Ostrava 2002, GEOSTATISTIKA při konferenci GIS Ostrava 2002, 42 s.42 s.

HORÁK, J.: HORÁK, J.: Prostorová analýza dat.Prostorová analýza dat. Skripta VŠB- Skripta VŠB-TUO, 2006. 149 s. TUO, 2006. 149 s.

ESRI, ESRI, Using ArcGIS Geostatistical Analyst.Using ArcGIS Geostatistical Analyst. Manuál Manuál k extensi Geostatistical analyst, ArcGIS 9.2. USA k extensi Geostatistical analyst, ArcGIS 9.2. USA 2003, 300s.2003, 300s.

ZACHAROV, P., ŠÁLEK, M., NOVÁK, P.: ZACHAROV, P., ŠÁLEK, M., NOVÁK, P.: Porovnání Porovnání různých metod využívajících radarová a srážkoměrná různých metod využívajících radarová a srážkoměrná měření pro odhad srážek.měření pro odhad srážek. Meteorologické zprávy Meteorologické zprávy v Praze 2004, ročník 57/č.6. 11s. v Praze 2004, ročník 57/č.6. 11s.

http://www.chmi.cz/meteo/rad/rad_main.html http://www.chmi.cz/meteo/rad/rad_main.html http://www.chmi.cz/meteo/ok/ovk.html http://www.chmi.cz/meteo/ok/ovk.html

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost