2.3 氣象要素空間展布方法

目前，氣象信息大部分都來自固定氣象站點的獨立觀測資料，當研究擴展到區域尺度時，僅僅基于站點的觀測資料遠遠不能滿足要求，因此，需要把點的氣象信息展布到空間上，以得到每一個基本計算單元的氣象信息。氣象信息主要包括：降水、氣溫、風速、相對濕度以及日照時數等。

對于氣象信息的空間展布，主要采用空間插值的方法。目前，空間插值的方法分為兩類：一類是僅考慮平面位置影響的二維空間插值方法，主要有泰森多邊形法（Thiessen）、克里格方法（Kriging）和距離反比加權平均法（IDW，Inverse Distance Weighting）等；另一類是既考慮平面位置又考慮高程影響的三維空間插值方法，如修正距離反比法（MIDW，Modified Inverse Distance Weighting）等。本研究采用泰森多邊形法對氣象要素進行空間展布。

泰森多邊形（Thiessen Polygon）是由荷蘭氣候學家 A.H.Thiessen提出的計算面平均氣象信息的方法，它是氣象信息空間展布和計算流域面狀信息最常用的方法，其基本思想是認為無觀測地點的氣象信息等于離其最近觀測站點的氣象信息。泰森多邊形法的步驟為：①定義一組控制站點；②相鄰三個站點間連接成三角形；③找出所有控制站點的外邊界凸體多邊形；④對每個三角形的每條邊畫垂直平分線；⑤這些垂直平分線構成的多邊形便是泰森多邊形，泰森多邊形內所有位置的氣象信息等于該多邊形內氣象站點的氣象信息。其計算公式為［153］：

式中：為流域平均雨量；A為流域面積；ai為第i個泰森多邊形即第i個計算單元的面積，i=1，2，…，n；pi為第i個泰森多邊形即第i個計算單元的雨量等氣象信息；n為流域內泰森多邊形的數目。