Page 215 - 《高原气象》2022年第6期

高 原 气 象 41 卷
1578
表6 XGBoost模型监测精度评价指标 总体一致率为 67. 88%，与 MCI 值较为一致；总体
Table 6 Evaluation indices of monitoring accuracy 漏评率为 18. 89%，能够较为全面地监测干旱状况。
of XGBoost model 各月一致率均超过 58%，其中 9 月一致率最高，为
精度评价指标 训练集 测试集 75. 07%，监测状况与 MCI 值最为接近；2 月模型一
RMSE 0. 135 0. 435 致 率 最 低 ，为 58. 26%，漏 评 率 也 相 对 较 低 ，为
MAE 0. 095 0. 328 15. 58%。模型监测一致率在冬季最低，春夏秋季
EVS 0. 976 0. 782 相对较高，这应该与 MCI 值计算时 Ka 的取值有一
R 0. 982** 0. 868** 定的联系，即 MCI 值计算中各值的权重系数以及
**表示通过了0. 01的显著性水平检验 Ka 的取值可能导致 MCI 值在西南地区的适用性存
在差异（谢五三等，2021），从而会对模型监测值与
0. 868，均具有显著性；同时训练集和测试集 RMSE
MCI值的一致率造成一定影响，因此还需要针对模
分 别 为 0. 135 和 0. 435，MAE 分 别 为 0. 095 和
型监测进行后续进一步的对比验证。
0. 328，MAE 与 RMSE 较小，监测精度较高；模型
EVS分别为0. 976和0. 782，虽然测试集EVS相对较
低，但也达到了 0. 75 以上，表明模型较为优秀，监
测效果较好。
根据表 1中 SPEI指数干旱等级划分，本文统计
了 2010-2019 年 144 个站点 SPEI 值和监测值各干
旱等级的站点数，结果如表 7 所示。从表 7 中可以
发现，SPEI值与模型监测值的干旱等级一致率达到
85% 以上；无旱等级一致性最高，达到 96. 87%；轻
旱 和 中 旱 一 致 率 均 超 过 70%；重 旱 一 致 率 为
图4 模型监测值与MCI值各月旱情一致率与漏评率
62. 79%；特旱最低，仅有 26. 84%，这可能与 10 年
Fig. 4 Consistent rate and missed rate of drought in each
样本中特旱相对较少有关。总体来看，模型监测值
month between model monitored value and MCI value
与SPEI值相符。
根据已有灾情资料统计可知，2010-2019 年西
表7 各干旱等级站点数及一致率
南地区分别在 2010 年春季、2010 年夏季、2011 年
Table 7 Number of stations of each drought grade
秋季、2012 年冬季干旱较为严重，主要旱情分布如
and their consistent rate
表 8所示（段海霞等，2011a，2011b，2012）。因此利
等级一致站点数/SPEI
干旱等级 一致率/% 用模型对以上 2010 年 3 月、6 月、2011 年 9 月和
该等级站点数
2012 年 2 月出现在春、夏、秋、冬四个季节的西南
特旱 91/339 26. 84
地区干旱情况进行监测，结果如图5所示。
重旱 712/1134 62. 79
结果表明，2010 年 3 月，模型监测到西藏中西
中旱 1512/2077 72. 8
部出现中到重旱，四川南部、云南北部与东北部、
轻旱 1861/2624 70. 92
贵州南部出现轻到中旱，结果符合实际旱情出现区
无旱 10624/11106 96. 87
域；对比 MCI 和 SPEI 空间插值，MCI 和 SPEI 的干
总体 14852/17280 85. 65
旱更为严重，不太符合 3 月下旬西南旱情，且 MCI
3. 2. 3 模型对比验证 对西藏地区干旱没有有效监测。2010 年 6 月，模型
由于 MCI 指数考虑了 30/60/90/150 天的降水和 监测到西南地区干旱主要出现在云南和西藏，其中
蒸散影响，相对干旱监测更为全面。因此为了进一 云南中北部出现轻旱，西藏出现轻到特旱，特旱主
步验证模型监测值的准确性，本文也计算了 2010- 要在那曲与日喀则地区，符合实际旱情；模型监测
2019年西南地区 144个站点的 MCI指数，并统计了 结果与 MCI、SPEI插值分布相似，三者对西南地区
监测值与 MCI 值每月的干旱等级一致率与漏评率 夏季干旱都能有较好的监测效果，但模型监测干旱
（图 4），其中，漏评率为模型监测值为无旱，MCI值 等级更符合 6 月下旬旱情。2011 年 9 月，模型监测
为有旱的站点数占 MCI 值为有旱站点数的比值。 到四川南部、云南东北、贵州大部、重庆南部和西
从图 4 中可以看出，模型监测值与 MCI 值干旱等级 藏东部出现中到重旱，重旱主要出现在四川与西