基于长时间序列栅格数据的MK检验

小灰灰 2024-04-17 06:17 19阅读 0赞

MK检验是曼－肯德尔法，又称Mann—Kenddall 检验法，是一种气候诊断与预测技术，应用Mann-Kendall检验法可以判断气候序列中是否存在气候突变，如果存在，可确定出突变发生的时间。Mann-Kendall检验法也经常用于气候变化影响下的降水、干旱频次趋势检测。目前常用于长时间序列的栅格数据的显著性检验，在植被覆盖度，NDVI，NPP等方面尤为常见。  
该检验功能强大，不需要样本遵从一定的分布，部分数据缺失不会对结果造成影响，不受少数异常值的干扰，适用性强。不但可以检验时间序列的变化趋势，还可以检验时间序列是否发生了突变。

> Matlab代码实现

clear
    [a,R]=geotiffread('D:\ex\PM25\PM25_2000_year.tif'); %首先导入投影信息
    info=geotiffinfo('D:\ex\PM25\PM25_2000_year.tif');%首先导入投影信息
    [m,n]=size(a);
    cd=5;       %5年，时间跨度  
    datasum=zeros(m*n,cd)+NaN; 
    p=1;
    for year=2000:2004      %起始年份＋终止年份
         filename=['D:\ex\PM25\PM25_',int2str(year),'_year.tif'];
        data=importdata(filename);
        data=reshape(data,m*n,1);
        datasum(:,p)=data;         %
        p=p+1;
    end
    sresult=zeros(m,n)+NaN;
    
    for i=1:size(datasum,1)        %
        data=datasum(i,:);
        if min(data)>0       % 有效格点判定，我这里有效值在0以上
            sgnsum=[];  
            for k=2:cd
                for j=1:(k-1)
                    sgn=data(k)-data(j);
                    if sgn>0
                        sgn=1;
                    else
                        if sgn<0
                  sgn=-1;
                        else
                            sgn=0;
                        end
                    end
                    sgnsum=[sgnsum;sgn];
                end
            end  
            add=sum(sgnsum);
            sresult(i)=add; 
        end
    end
    vars=cd*(cd-1)*(2*cd+5)/18;
    zc=zeros(m,n)+NaN;
    sy=find(sresult==0);
    zc(sy)=0;
    sy=find(sresult>0);
    zc(sy)=(sresult(sy)-1)./sqrt(vars);
    sy=find(sresult<0);
    zc(sy)=(sresult(sy)+1)./sqrt(vars);
    geotiffwrite('D:\ex\MKjianyan\MK检验结果.tif',zc,R,'GeoKeyDirectoryTag',info.GeoTIFFTags.GeoKeyDirectoryTag); %选择合适的路径