2.3 气象要素空间展布方法

目前，气象信息大部分都来自固定气象站点的独立观测资料，当研究扩展到区域尺度时，仅仅基于站点的观测资料远远不能满足要求，因此，需要把点的气象信息展布到空间上，以得到每一个基本计算单元的气象信息。气象信息主要包括：降水、气温、风速、相对湿度以及日照时数等。

对于气象信息的空间展布，主要采用空间插值的方法。目前，空间插值的方法分为两类：一类是仅考虑平面位置影响的二维空间插值方法，主要有泰森多边形法（Thiessen）、克里格方法（Kriging）和距离反比加权平均法（IDW，Inverse Distance Weighting）等；另一类是既考虑平面位置又考虑高程影响的三维空间插值方法，如修正距离反比法（MIDW，Modified Inverse Distance Weighting）等。本研究采用泰森多边形法对气象要素进行空间展布。

泰森多边形（Thiessen Polygon）是由荷兰气候学家 A.H.Thiessen提出的计算面平均气象信息的方法，它是气象信息空间展布和计算流域面状信息最常用的方法，其基本思想是认为无观测地点的气象信息等于离其最近观测站点的气象信息。泰森多边形法的步骤为：①定义一组控制站点；②相邻三个站点间连接成三角形；③找出所有控制站点的外边界凸体多边形；④对每个三角形的每条边画垂直平分线；⑤这些垂直平分线构成的多边形便是泰森多边形，泰森多边形内所有位置的气象信息等于该多边形内气象站点的气象信息。其计算公式为［153］：

式中：为流域平均雨量；A为流域面积；ai为第i个泰森多边形即第i个计算单元的面积，i=1，2，…，n；pi为第i个泰森多边形即第i个计算单元的雨量等气象信息；n为流域内泰森多边形的数目。