ارزيابي و پهنه‌ بندي داده‌هاي بارش ماهواره‌اي GPM و TRMM 3B42 V7 در شمال شرق ايران

Evaluation and Zoning of GPM and TRMM 3B42 V7 Satellite Rainfall Data over Northeast of Iran

هدف اصلي اين مطالعه ارزيابي داده‌هاي بارش از محصولات اندازه‌گيري بارش جهاني (GPM) و مأموريت اندازه‌گيري باران گرمسيري (TRMM-3B42 V7) با داده‌هاي باران‌ سنجي و مقايسه دو مدل كاربردي در ارزيابي مكاني اين داده‌ها به‌منظور پهنه‌بندي بارش در آب‌وهواي نيمه‌خشك استان خراسان رضوي است. داده‌هاي بارش اندازه‌گيري شده از 13 ايستگاه سينوپتيك در استان خراسان رضوي براي مدت 2 سال، از ژانويه 2015 تا دسامبر 2016 جمع‌آوري‌شده و با داده‌هاي سالانه GPM و TRMM-3B42 V7 موجود مقايسه شده است. به‌منظور ارزيابي كارايي دو مدل وزن دهي معكوس فاصله (IDW) و كريجينگ براي پهنه‌بندي بارش ساليانه در اين استان از روش‌هاي آماري مانند ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ميانگين خطا (ME) در نرم‌افزار GIS استفاده گرديد. نتايج آناليزهاي آماري مقايسه دو روش با داده‌هاي توليدات ماهواره‌اي نشان داد كه در مقياس سالانه نتايج شاخص‌هاي آماري داده‌هاي ماهواره TRMM به داده‌هاي ماهواره GPM نزديك مي‌باشد اما ماهواره TRMM داده‌هاي بارش را با ضريب همبستگي كمي بالاتر و باياس نسبي كمتري نسبت به ماهواره GPM شبيه‌سازي مي‌نمايد. همچنين نتايج نشان داد كه در هر سه داده بارش روش كريجينگ نسبت به روش وزن دهي معكوس فاصله ميان يابي را با دقت بالاتري انجام مي‌دهد. در هر دو روش ميان يابي، پهنه‌بندي داده‌هاي GPM با خطاي بسيار كمتري انجام گرفت. اين مطالعه نشان داد كه در ميانگين بارش ساليانه هر دو توليدات بارش ماهواره‌اي TRMMو GPM مي‌تواند در برآورد بارش مورداستفاده قرار گيرد و به‌طور بالقوه مي‌تواند يكي از منابع قابل‌اطمينان براي مدل‌سازي هيدرولوژيكي باشد.

The main goal of this research is to assess the daily satellite rainfall data of two satellites, GPM with IMERG product and TRMM with 3B42-V7 product against rain gauges data, then the performance of two widely used models for the spatial assessment compared over the semiarid climate of Khorasan Razavi Province, Iran. Measured rainfall data from 13 rain gauge stations for two years (from Feb 2015 to Dec 2016) collected and compared with the available annual GPM and TRMM-3B42 V7 data. In order to assess the efficiency of Kriging and Inverse Distance Weighting (IDW) models for annual precipitation zoning, the statistical Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Error (ME) methods used in the Arc GIS software version 10.1. The results of statistical analysis comparing the two methods with the satellite production data showed that the TRMM satellite data are close to the GPM satellite data annually. However, TRMM satellite simulates precipitation data with slightly higher correlation coefficient and lower relative bias than GPM satellite. The results also showed that among the interpolation methods for all three precipitation data, the Kriging method performs more accurately than the Inverse Distance Weighting (IDW) method. In both interpolation methods, zoning performed with much less error in the GPM data. This study showed that the average annual precipitation of both TRMM and GPM satellite precipitation products can be used to estimate precipitation and could potentially be one of the reliable sources for hydrological modelling.