IMERG系列产品在大汶河流域的降水监测能力评价

段震 王超 邸燕 刘强 王刚

摘要：

为探究高分辨率多卫星联合反演IMERG（Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM）卫星降水产品在大汶河流域的监测精度与适用性，以2001～2019年较长系列地面雨量站实测数据为基准，采用探测率、虚报率等11个指标，对IMERG系列Early、Late、Final产品在研究区的降水监测能力进行评价。结果表明：① 日、月、年尺度下，Final产品的精度最好，Early、Late两个产品的精度基本一致，在时间上，IMERG系列产品均能较好反映流域降水的年际变化与年内分配；在空间上，表现为整体高估研究区降水量，低估泰山区域降水量（相对偏差小于-20%）。② 在不同强度日降水探测能力方面，IMERG系列产品间差异不大，仅对小雨有较好的命中率（探测率＞0.6）。各产品探测能力一般，整体表现为误报率较高（误报率＞0.7）、探测率与关键成功率较低，同时，随着降水强度的增大，各产品探测能力呈下降趋势。③ IMERG系列产品均具有一定的极端降水监测能力，Final产品评价结果更优、表现更为稳定，在参与评价的5个指数中，Final产品有4个指数结果最优，Late产品有1个最优，Early产品则有4个指数结果优于Late产品。总体上，IMERG系列数据均能较好反映大汶河流域（除泰山区域）降水的时空分布与极端降水情况，Final产品整体精度最高，Early、Late产品精度较为接近，其中，Early产品在极端降水监测中的表现好于Late产品，而对不同强度日降水事件的监测能力差于Late产品。

关 键 词：

卫星遥感降水反演； IMERG； 精度评估； 极端降水； 大汶河流域

中图法分类号： P426

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.07.013

0 引 言

降水是水文循環的关键环节，是地球上各类水体的直接或间接补给源，准确、可靠的降水监测对于区域水资源评价与管理、洪水预报、极端降水研究等工作具有重要意义［1］。目前，主要的降水观测手段有雨量站监测、地面雷达监测与卫星传感器监测［2］。其中，雨量站与地基雷达监测均依赖于地面布设的仪器设备，虽然整体监测精度较高，但受维护成本、布设密度、地形等因素的影响，往往难以准确反映较大尺度降水的空间分布情况［3-4］。相较于地面观测，卫星降水监测受人类活动影响更小、覆盖范围更广、数据连续性更强，随着遥感技术与反演算法的不断完善，一系列卫星遥感降水产品为气候变化、水文研究等工作提供了新的数据支撑［5］。

全球降水观测（Global Precipitation Measurement，GPM）计划是目前全球最为先进的卫星降水观测计划，其三级降水产品IMERG 的发布，则被认为是卫星遥感降水反演技术进入新时代的标志［6-9］。自IMERG产品2014年3月正式发布以来，国内外学者在全球众多国家、地区对IMERG产品精度进行了检验，并与其他主流卫星降水产品进行对比，证明了该产品在降水监测方面具有一定的能力［10-12］。随着V06B算法版本的发布，IMERG产品的时间序列延长到了2000年6月，使得该产品在气象研究、水文应用中具备了更大的潜力。

近年来，国内对于该产品的研究逐渐增多。孔宇［13］、张茹等［14］分析发现IMERG产品能较好反映中国大陆区域的降水分布情况；刘若兰［15］、Fang［16］等则证明该产品对极端降水事件有一定的监测能力，可以较好地拟合其年际间的变化趋势；但不同区域的研究成果［17-19］表明，IMERG产品受地形、天气等因素的影响，存在着区域差异性与不确定性等特点，因此在应用时需要进行精度检验，必要时还需对产品进行校正。虽然目前对于IMERG产品的研究已取得了丰硕成果，但现有研究仍存在一定不足。首先，IMERG依据算法的不同分为了Early、Late、Final共3套产品，因Final产品经过GPCC（Global Precipitation Climatology Center）月数据校正，被GPM推荐为研究首选，所以现有的研究中主要采用Final数据，然而，该数据从监测到发布时间超过3个月，不能满足水文预报等研究的时效性要求，因此，对发布时间不同的3套产品适用情况进行对比检验，评价各产品的精度情况，对于不同时间需求的水文研究具有重要意义；其次，目前的研究中，采用数据的时间系列普遍较短［20-21］，大多小于5 a，检验样本偏少，难以反映IMERG产品真实的降水监测能力。

大汶河是黄河下游最大一级支流，是保障和实现黄河流域生态保护和高质量发展的重要组成区域。其流域内地形起伏跌宕，既有海拔高达1 545 m连绵的中低山（泰山）山脉，又有平均海拔约为110 m较为平坦的山前平原，相对高差达1 400余米。受地形、人类活动等因素的影响，流域内水文站（网）有限，且分布不均。近几年受极端气候影响，流域内小概率的洪水事件频发，对流域内水文信息采集与水文预报工作提出了更高的要求。本文基于流域内2001～2019年19 a较长系列的实测水文资料，选取探测率、虚报率、关键成功率等11个参数指标，从不同方面定量评价了IMERG系列不同产品（Early、Late、Final）在该流域内的不同强度与不同时空条件下的降水监测能力。

1 研究区域与方法

1.1 研究区概况

大汶河位于山东省中西部，地理坐标为35°59′N～36°7′N、116°12′E～117°56′E，自东向西流经济南、泰安、济宁的8个县市区，于东平县马口村入东平湖，再由东平湖入黄河。流域属华北暖温带半湿润季风性大陆气候区，多年平均降水量708.9 mm，其中约70%的降水发生在汛期。流域地形东宽西窄、地势东高西低，上游为鲁中山区，中下游为丘陵平原，山区与丘陵约占总流域面积的68%。受降水、地形等因素的影响，流域内水旱灾害频发，由于雨量站主要布设于人类活动的城市、农村等区域，站点分布不均，局部实测数据往往难以准确反映区域空间降水情况。综合考虑流域的地形、降水、雨量站分布等情况，本次选取大汶河戴村坝以上流域为研究区（见图1），区域面积8 264 km2，约占总流域的90%。

1.2 数据来源

本次卫星遥感降水数据采用IMERG系列提供的Early、Late两个近实时的降水产品以及经GPCC月数据校正的Final降水产品。3套产品发布延迟时间分别为4 h，12 h和3.5个月。产品数据下载自美国宇航局GPM计划网站（https：∥gpm.nasa.gov/data/），数据算法版本采用最新的V06B，系列为2001～2019年，时间分辨率为1 d，空间分辨率为0.1°×0.1°，变量为PrecipitationCal（经校准的降水数据）。

地面资料采用流域内18个雨量站2001～2019年的实测日降水数据，站点位置分布情况见图1。

1.3 研究方法

本次研究以地面雨量站觀测的降水数据为基准，选用11个参数指标（见表1）对IMERG系列3套产品在大汶河流域的降水监测能力进行分析评估。具体评估内容分为以下3部分：① 采用皮尔逊相关系数（Correlation Coefficient，CC）、相对偏差（Relative Bias，RB）、均方根误差（Root Mean-Squared Error，RMSE）对降水产品日、月、年尺度下的精度进行定量评价，其中CC用于评价 IMERG 产品与地面数据在时间序列上的相关程度，RB用于衡量 IMERG 产品较地面数据的偏离程度，负值为低估，正值为高估，RMSE用于估计IMERG产品与地面数据在时间序列上的平均误差幅度；② 采用探测率（Probability of Detection，POD）、虚报率（False Alarm Ratio，FAR）、关键成功率（Critical Success-Index，CSI）［22］对IMERG产品的不同强度日降水探测能力进行评价；③ 采用持续干燥日数CDD、持续湿润日数CWD、最大1 d降水量Rx1day、最大5 d降水量Rx5day、强降水量R95p［23］共5个指标对IMERG产品的极端降水监测能力进行评估。本文采用泰森多边形法计算站点面雨量，采用栅格面积加权计算IMERG产品面雨量。

2 结果与分析

2.1 不同时空尺度的精度评价

2.1.1 日尺度空间精度评价

图2给出了IMERG 3套产品数据日尺度下的空间精度分布情况，从该图可以看出：

（1） 3套产品与地面站点数据在时间序列上的相关程度较好，Early产品的CC值为0.60～0.76，Late产品为0.64～0.78，Final产品为0.70～0.80。从空间上看，Early、Late产品的CC值在流域各区域的差异较大，Final产品的表现则更为稳定，同时各产品均在流域东南部有最高的相关程度，在中北部泰山区域相关程度最低。

（2） 从RMSE值的空间分布情况看，3套产品在泰山区域的误差幅度明显高于其余区域，泰山站处的RMSE值为8.4～9.5 mm，其余区域大多为5.8～7.0 mm；

（3） 从RB值的空间分布情况看，3套产品均低估了泰山区域的降水情况，其中Final产品低估最为明显，RB值达到了-30.1%，在其他区域，各产品又表现出明显高估降水的情况，Early与Late两个产品在大多数区域的RB值超过了15%，而Final产品约2/3区域RB值介于0～10%之间，表现较好。

综合来看，Final产品的日尺度精度最好，Early与Late产品表现较为接近，3套产品均整体上高估了（除泰山区域外）地面的降水量，且在泰山区域形成一个明显的降水精度低值区。该区域的精度主要是由参与评价的泰山站反映，由于该站点位于泰山山顶（海拔大于1 500 m），有独特的小气候，是流域内的一个海拔高点与降水量极大值点，而与之对应的IMERG栅格覆盖范围内既有泰山主峰又有海拔较低的城区，最大高差超过了1 300 m，因此，以IMERG栅格的面雨量作为站点对应的点雨量值进行评价，可能是造成该处精度较低的原因之一。

2.1.2 月尺度面雨量精度评价

图3给出了IMERG 3套产品各月份数据的定量指标结果，从该图可以看出，Final产品与地面站点数据的相关性最好，各月份的CC值均大于0.90，Early、Late产品CC值的年内差异较大，最差结果均出现在2月，分别为0.17和0.23，最好结果均出现在11月份，分别为 0.94和0.93；RMSE值的大小主要受月降水量的影响，月降水量越大均方根误差越大，Early、Late 两个产品的RMSE明显大于Final产品，2个产品各有7个月的RMSE超过了20 mm，Final 产品仅有2个月超过20 mm且有7个月未超过10 mm；从相对偏差结果来看，3套产品均有11个月的结果大于0，同时，Early产品在6～8月的RB为-6.6%～3.6%，其余月份为38.0%～170.3%，Late 产品在6～8月的RB为-1.9%～5.2%，其余月份为25.7%～138.1%，Final产品在6～9月的RB为-1.2%～4.5%，其余月份为17.3%～60.0%，表明3套产品汛期（山东省汛期为6～9月）观测结果较地面数据的偏离程度好于其余月份。综合图3结果，Final产品在各月份的精度均高于其余2个产品，Early、Late产品在4，6，7，8，9，11月中有较好的表现，特别是7，8月份。因此，Final产品应作为IMERG系列资料应用的首选，而对于时效性要求较高的研究，若研究期为上述月份时可根据需求选用Early、Late数据，若为其他月份则应谨慎选用。

图4给出了IMERG 3套产品以及地面站点数据的多年平均月降水量结果。从该图可以看出，3套产品均能较好地反映研究区年内降水的分布情况，全年各月中，Early产品在4，8两个月份的数据最接近地面数据，Late产品在6月份的数据最接近地面数据，Final产品在剩余的9个月份中表现最好。

2.1.3 年尺度面雨量精度评价

图5给出了IMERG 3套产品以及地面站点数据的年降水量年际变化过程。从该图可以看出，IMERG 3套降水产品均能较好地反映流域年降水量的年际变化情况，其中，Final产品与站点资料更为接近，Early、Late产品表现较为一致。

为更好地分析降水产品的空间精度，绘制了流域多年平均年降水量空间分布图（见图6）。结果表明，3套产品虽然模拟出了大汶河流域年降水量东高西低的趋势，但均未正确模拟出在泰山处的降水极大值区域，对该区域的降水量存在明显低估，而在其他区域则表现出高估地面降水的情况，这与日尺度下的检验结果基本一致。

2.2 不同降水强度的探测能力评价

2.2.1 不同降水量等級评价

图7为IMERG 3套产品在不同日降水等级（等级划分见表2）下POD、FAR、CSI指标的箱线图。从图7（a）可以看出，3套产品对小雨事件的探测率整体在0.6以上，显著高于其他降水事件，这表明IMERG产品对小雨等级日降水事件命中率更高；图7（b）、图7（c）中，FAR值主要分布在0.6～0.8之间，CSI值主要分布在0.1～0.3之间，说明3套产品对各降水事件都存在较高的误报率与较低的关键成功率。从图中箱体及范围的变化情况可以看出，随着日降水等级的提高，指标箱体变长，范围变大，表明IMERG产品在各站点处的精度差异逐渐加大。从整体结果看，IMERG产品对于准确监测研究区日降水等级的能力较差，各产品间的探测效果接近，其中，Late产品对于大暴雨事件整体监测效果最好，Final产品在其余降水事件中效果最好。

图8给出了各降水数据的不同强度面降水事件发生频率。从该图可以看出，IMERG数据明显低估无雨事件的发生频率，3套产品较地面数据分别低22.25%，18.06%，16.28%；明显高估小雨事件发生频率，各产品分别高21.43%，17.15%，16.10%，即IMERG产品在大量无雨（日降水＜0.1 mm）日内监测到了0.1～9.9 mm的降水量。结果表明，IMERG产品对小于0.1 mm的微量降水存在明显高估的情况。而其他强度降水事件发生频率较低，各数据间差异不大。

2.2.2 不同降水量阈值评价

通过统计分析流域内各站点的日降水事件发现，流域内发生大雨以下事件的频率达到了90%以上。为了更好地分析IMERG产品对日降水的探测能力，本文分别以0.1，1，5，10，20，30，40，50，100 mm为阈值，对IMERG产品在各雨量站点处的POD、FAR、CSI指标进行计算。

图9给出了IMERG 3套产品在不同降水量阈值下POD、FAR、CSI指标的箱线图。从该图可以看出，3套产品的表现基本一致，在探测能力上，随着阈值的增大，IMERG产品的POD呈现下降趋势；从误报率上看，各产品整体在0.3以上，随着阈值的增大，FAR呈现出先减小后增大的趋势，当阈值为5 mm时，FAR值最小；从关键成功率上看，各产品整体在0.6以下，随着阈值的增大，CSI呈现出先增大后减小的趋势，当阈值为1 mm和5 mm时，CSI表现最好。从FAR、CSI两个指标可以看出，当阈值由0.1 mm增大为1 mm后，IMERG产品的监测精度得到了明显改善，这可能是由于GPM卫星传感器对于弱降水的监测更为敏感，以及部分月份中地面雨量计的分辨率为0.5 mm不能满足0.1 mm的阈值要求引起的。综合3个指标成果，IMERG产品对于0.1，1，5，10 mm等4个阈值强度的降水事件探测能力更强，当阈值为100 mm时，Final产品的探测能力最差，而在其他阈值下Final综合监测效果最好。综合图7与图9指标结果来看，当降水等级不超过暴雨时，Final产品仍是研究首选，其次为Late产品；对于大暴雨事件，Late产品的监测效果最好，其次为Early产品。

2.3 极端降水监测能力评估

图10给出了各降水数据极端降水指数的年际变化过程。由该图可知，IMERG 3套产品基本能反映5个极端降水指数的年际变化趋势，但部分年份的指数误差较大，如图10（a）中，基于地面数据计算的2003年持续湿润日数为5 d，IMERG产品的数值均为13 d，该年份误差超过了100%。

表3给出了各指数多年平均成果，表4给出了IMERG 3套产品极端降水指数的精度结果。结合表3、表4具体指标结果来看：① 大汶河流域多年平均持续湿润日数为6.5 d，Late产品在该指标上表现最好，多年平均CWD为6.5，CC值为0.48，RB值仅为-0.8%。② 流域多年平均持续干燥日数为43.2 d，Early、Late两种产品的结果明显偏小，RB值分别为-20.6%与-22.9%，Final产品表现稍好，多年平均CDD值为41.5，CC值为0.53，但同样低估了流域持续干燥日数；IMERG产品整体上高估CWD、低估CDD的情况可能是由于IMERG产品对于弱降水的高估效应引起的。③ 对于R95p指数，3套产品均有较好的CC值成果（CC＞0.8），Final产品的RB值为-1.5%，成果最优，Late产品RB值为11.7%，结果最差。④ 流域多年平均最大1 d降水量为71.0 mm，该指标下各产品的表现与R95p相似，Final产品精度最高，Rx1day值为70.3。⑤ 对于Rx5day指数，虽然Early产品的误差小（RB=-0.3%），但相关系数（0.47）明显小于Final 产品值（0.78），综合来看，Final产品对于流域最大5 d降水量的监测能力更好。

由上述分析可知，IMERG产品对大汶河流域极端降水具有一定的监测能力，其中，Final产品的综合监测能力最强，其他2种产品对不同指标的表现各有优劣。具体来看，Late产品对CWD的监测效果最好，Final 产品对CDD、R95p、Rx1day、Rx5day共4个指标的监测效果最好，Early产品对除CWD外的其余4个指标整体监测效果优于Late产品。

3 讨论与结论

3.1 讨 论

卫星降水产品的发布，是由美国宇航局GPM计划网站按照同一计算方法与标准发布的。其不同产品在不同区域、流域中的应用受其区域、流域下垫面条件、地形气候等不同因素的影响，在对某一水文现象特征的识别与响应中，既有宏观上的“统一性”特征，又有其区域、流域上的“特殊”性特征。从日尺度下空间精度分析来看，IMERG各产品对流域东部山丘区的降水监测精度好于西部平原，这与李芳等［24］在大汶河相邻的鲁南区域研究结果是相近的。同时，各产品在空间上的精度变化趋势基本一致，并在流域地形急剧变化且海拔最高的泰山山顶区域出现了极差的检验结果，这与王思梦等［25］得出的地形影响产品精度的结论是一致的，但其“随海拔的升高，相关系数呈现出增加-减少-增加”的结论又和本文不同，这可能是由流域大小、位置、气候以及地形等因素引起的，说明IMERG产品精度存在一定的区域性差异。因此，在不同区域、流域中应用时，需要事先从各方面对其适用性进行对比分析和探讨。

3.2 结 论

本文以地面雨量站资料为基准，采用11个参数指标，从数据精度定量评价、不同强度日降水探测能力以及极端降水监测能力共3个方面对IMERG系列3套产品在大汶河流域的降水监测精度进行评价，主要结论如下。

（1） IMERG系列产品均能较好反映流域内降水的空间分布、年内分配与年际变化情况。各产品中，Final数据整体精度最高，Early、Late表现基本一致；空间上，各产品均存在高估流域（除泰山区域）、低估泰山区域降水量的情况；在时间上，Final产品对各月降水量均有较好的监测效果，Early、Late产品各月份差异较大，在4，6，7，8，9，11月中有较高的精度。

（2） IMERG系列产品对于不同强度日降水的探测能力较为接近且表现一般，均存在较高的误报率与较低的探测率、关键成功率。随着日降水强度的增大，各产品的探测能力呈下降趋势，同时各产品在流域不同区域的精度差异也逐渐增大。降水强度不超过暴雨时，产品精度为Final＞Late＞Early；降水强度为大暴雨时，产品精度为Late＞Early＞Final。

（3） IMERG系列产品在大汶河流域具有一定的极端降水监测能力，从选取的5个极端降水指数精度结果上看，各产品的监测能力为Final＞Early＞Late，特别是在R95p、Rx1day、Rx5day等3个指数上，Early产品表现出与Final产品较为接近的精度结果。

综合上述结论，Final数据应作为IMERG系列产品在大汶河流域应用的首选，若所需的Final数据尚未发布，则可根据以下情况选用Early、Late数据：① 当研究期为4，6，7，8，9，11月时，可根据研究的时效性需求选用Early、Late数据，其他月份應谨慎采用；② 当研究中涉及不同等级日降水时，则应先选Late数据；③ 当研究涉及极端降水时，则应优先选择Early数据。若研究区域为泰山区域时，IMERG系列3套产品均应谨慎选择。

参考文献：

［1］ 唐国强，万玮，曾子悦，等.全球降水测量（GPM）计划及其最新进展综述［J］.遥感技术与应用，2015，30（4）：607-615.

［2］ 唐国强.卫星遥感降水在全球及典型区域的检验、应用和改进［D］.北京：清华大学，2019.

［3］ 刘俊峰，陈仁升，韩春坛，等.多卫星遥感降水数据精度评价［J］.水科学进展，2010，21（3），343-348.

［4］ KIDD C，HUFFMAN G.Global precipitation measurement［J］.Meteorological Applications，2011，18（3）：334-353.

［5］ 吴一凡.GPM IMERG v5和TRMM 3B42 v7卫星降水产品在长江流域的精度评价与对比［D］.南京：南京林业大学，2019.

［6］ HOU A Y，KAKAR R K，NEECK S，et al.The global precipitation measurement mission［J］.Bulletin of the American Meteorological Society，2014，95（5）：701-722.

［7］ KIRSCHBAUM D B，HUFFMAN G J，ADLER R F，et al.NASA′s remotely sensed precipitation：a reservoir for applications users［J］.Bulletin of the American Meteorological Society，2017，98（6）：1169-1184.

［8］ HUFFMAN G J，BOLVIN D T，BRAITHWAITE D，et al.Integrated multi-satellite retrievals for the global precipitation measurement（GPM）mission（IMERG）［M］.Berlin：Springer，2020：343-353.

［9］ 许金涛.中国大陆IMERG降水产品精度评价与融合校正研究［D］.杭州：浙江大学，2020.

［10］ PERERA H，FERNANDO S，GUNATHILAKE M B，et al.Evaluation of satellite rainfall products over the Mahaweli River Basin in Sri Lanka［J］.Advances in Meteorology，2022：1926854.

［11］ TANG G，CLARK M P，PAPALEXIOU S M，et al.Have satellite precipitation products improved over last two decades？ A comprehensive comparison of GPM IMERG with nine satellite and reanalysis datasets［J］.Remote Sensing of Environment，2020，240：111697.

［12］ JIANG S，WEI L，REN L，et al.Utility of integrated IMERG precipitation and GLEAM potential evapotranspiration products for drought monitoring over mainland China［J］.Atmospheric Research，2021，247：105141.

［13］ 孔宇.中國大陆GPM/IMERG产品的精度评估［D］.南京：南京信息工程大学，2017.

［14］ 张茹，雍斌，曾岁康.GPM卫星降水产品在中国大陆的精度评估［J］.人民长江，2021，52（5）：50-59.

［15］ 刘若兰，江善虎，任立良，等.全球降水观测计划IMERG降水产品对中国大陆极端降雨监测能力评估［J］.中国农村水利水电，2021，（4）：57-63.

［16］ FANG J，YANG W，LUAN Y，et al.Evaluation of the TRMM 3B42 and GPM IMERG products for extreme precipitation analysis over China［J］.Atmospheric Research，2019，223：24-38.

［17］ 李媛媛，宁少尉，丁伟，等.最新GPM降水数据在黄河流域的精度评估［J］.国土资源遥感，2019，31（1）：164-170.

［18］ 杨震宇，宁少尉，金菊良.最新GSMap-gauged与GPM-IMERG卫星降水产品性能评估及其在长江流域中的应用［J］.水电能源科学，2018，36（11）：5-8，13.

［19］ CHEN C，CHEN Q，DUAN Z，et al.Multiscale comparative evaluation of the GPM IMERG v5 and TRMM 3B42 v7 precipitation products from 2015 to 2017 over a climate transition area of China［J］.Remote Sensing，2018，10（6）：944.

［20］ 庆丹丹，宋凡，宁少尉，等.最新GPM遥感数据在淮河和海河流域的误差分析［J］.水文，2018，38（5）：52-58.

［21］ 曾岁康，雍斌.全球降水计划IMERG和GSMaP反演降水在四川地区的精度评估［J］.地理学报，2019，74（7）：1305-1318.

［22］ 覃俊凯.IMERG卫星降水数据在岩溶区径流模拟中的适用性研究［D］.南宁：广西大学，2019.

［23］ 刘玄，唐培军，吴同帅，等.山东省极端气候指数变化特征研究［J］.水利水运工程学报，2022（2）：40-50.

［24］ 李芳，孔宇，高谦.GPM/IMERG产品在鲁南地区的精度评估［J］.气象科技，2020，48（4）：474-481.

［25］ 王思梦，王大钊，黄昌.GPM卫星降水数据在黑河流域的适用性评价［J］.自然资源学报，2018，33（10）：1847-1860.

（编辑：谢玲娴）

Evaluation of precipitation monitoring capability of IMERG series products in Dawen River basin

DUAN Zhen1，2，WANG Chao2，DI Yan3，LIU Qiang2，WANG Gang2

（1.Tai′an Hydrology Center，Tai′an 271000，China， 2.College of Water Conservation & Civil Engineering，Shandong Agricultural University，Tai′an 271000，China； 3.Feicheng Water Resources Protection Center，Tai′an 271600，China）

Abstract：

In order to explore the monitoring accuracy and applicability of high-resolution multi-satellite joint inversion IMERG（Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM ） satellite precipitation products in the Dawen River basin，based on a relatively long series of measured data of ground rainfall stations from 2001 to 2019，this paper used 11 indicators such as detection rate and false alarm rate to evaluate the precipitation monitoring capabilities of Early，Late and Final products of IMERG series in the study area.The results show that：①At the daily，monthly and annual scales，the accuracy of Final products is the best，and the accuracy of Early and Late products is basically same.In terms of time，the IMERG series products can better reflect the inter-annual variation and intra-annual distribution of precipitation in the basin.In terms of space，the precipitation in the study area was overestimated and the precipitation in the Taishan mountain area was underestimated（relative deviation less than -20%）.②In view of the ability to detect daily precipitation of different intensities，the IMERG series products have minor differences and only have a good hit rate for light rain（detection rate > 0.6）.The detection ability of each product is general，and the overall performance is a high false alarm rate（false alarm rate > 0.7），low detection rate and key success rate.At the same time，with the increase of precipitation intensity，the detection ability of each product shows a downward trend.③The IMERG series products have certain extreme precipitation monitoring capabilities.The Final product has better evaluation results and more stable performance.Because among the five indexes participating in the evaluation，the Final product has four index gaining optimal results，the Late product has one optimal，and the Early product has four index that are better than the Late product.In general，the IMERG series data can better reflect the spatial and temporal distribution of precipitation and extreme precipitation in the Dawen River basin（except Taishan mountain area）.The overall accuracy of the Final product is the highest，and the accuracies of the Early and the Late products are relatively close.Among them，the performance of the Early products for extreme precipitation monitoring is better than that of the Late product，while the monitoring ability of daily precipitation events with different intensities is worse than that of the Late product.

Key words：

satellite remote sensing precipitation inversion；IMERG；accuracy evaluation；extreme precipitation；Dawen River basin