一种基于Xgboost+GWR算法的中国地区降水量空间插值模型

摘要

基于全国610个气象站点2020年实测降水资料,在综合考虑海陆位置、地形、归一化植被指数等物理协变量的基础上,构建Xgboost+GWR耦合模型分析了全国尺度上1 km分辨率降水量空间分布。结果表明,就全国尺度而言,站点降水数据具有强烈空间自相关性,经纬度对降水量分布的影响是全局的,而地形和归一化植被指数的影响是局域的;Xgboost非线性预测耦合GWR外推残差模型弥补了单一Xgboost模型忽视降水数据空间自相关性的缺陷,模型验证精度R^(2)达0.96,M_(MAE)、R_(RMSE)分别为53.14、76.78 mm,相较于Xgboost模型R^(2)提升2.13%,M_(MAE)、R_(RMSE)分别减小16.84%、18.18%;2020年全国降水中心位于粤北、藏南、闽北与赣东交界地区,呈自北向南、自东向西地带性减少分布,南北方向的异质性强于东西方向。