標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)及降水百分位指數(shù)公式包使用說(shuō)明

標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI及降水百分位指數(shù)PDECI公式包安裝使用說(shuō)明Codeby金晨曦付奔云南省水文水資源局水情處該公式包的意義標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI及降水百分位指數(shù)PDECI作為水文及氣象部門分析降水變化趨勢(shì)重要的兩個(gè)指數(shù)，被相關(guān)部門所普遍應(yīng)用于實(shí)際工作當(dāng)中。并且，氣象部門引入的CI綜合干旱指數(shù)的重要基石之一就是標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)。但是，SPI及PDECI指數(shù)的計(jì)算方法較為復(fù)雜，使用人工或者常規(guī)Excel計(jì)算工作量大且容易出錯(cuò)。在對(duì)多站點(diǎn)、多年降水系列使用常規(guī)方法計(jì)算的工作量是不可想象的。所以，針對(duì)以上問(wèn)題，本著增加我處雨情、墑情分析手段，標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指數(shù)計(jì)算方法，提高工作效率以及普及相關(guān)指數(shù)的方針，我們編寫了該公式包及本說(shuō)明文檔，力求在今后的工作中能方便、快速、準(zhǔn)確地使用相關(guān)指數(shù)對(duì)日趨龐大的數(shù)據(jù)量進(jìn)行分析，從而更好地為水文、氣象決策部門提供支持。同時(shí)，該公式包嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)ActiveX控件標(biāo)準(zhǔn)編寫，可以很方便地被集成在任何水、旱情平臺(tái)中，擁有廣闊的用途。安裝“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI及降水百分位指數(shù)PDECI公式包.rar”壓縮文件內(nèi)包含兩個(gè)文件：文件名用途標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll主要程序文件標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI及降水百分位指數(shù)PDECI公式包使用說(shuō)明.doc說(shuō)明文檔〔即本文〕其中，“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”內(nèi)含計(jì)算“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI”及“降水百分位指數(shù)PDECI”的四個(gè)Excel函數(shù)：SPI、PDECI、SPILEVEL、PDECILEVEL。該公式包為ExcelCOM加載項(xiàng)，故與Excel高度集成，使用方便，在Excel中加載一次，即可運(yùn)行。1、系統(tǒng)需求：操作系統(tǒng)需求：WindowsXPWindows2003Windows2000Excel需求：Excel2003、Excel2007、Excel2010三個(gè)版本中任一即可，其余Excel版本未測(cè)試過(guò)，理論上高于Excel2000的版本均可運(yùn)行。2、安裝方法：這里將分別介紹Excel2003、Excel2007、Excel2010的安裝方法?！?〕在Excel2003安裝：=1\*GB3①翻開(kāi)Excel2003，點(diǎn)擊“工具”菜單下的“加載宏”項(xiàng)，如圖1：圖1圖2=2\*GB3②在彈出的“加載宏”對(duì)話框〔如圖2〕中點(diǎn)擊“自動(dòng)化”按鈕，彈出“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框。圖3圖4圖5圖6=3\*GB3③在“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框中點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕〔如圖3〕，彈出“瀏覽”對(duì)話框。在“瀏覽”對(duì)話框中找到“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”文件，例如：我將該文件放在了D盤根目錄D:\，那么在該瀏覽對(duì)話框中找到D盤，然后選中“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”文件〔如圖4〕，點(diǎn)擊確定。=4\*GB3④這時(shí)系統(tǒng)會(huì)回到“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框，并且自動(dòng)選中“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.Connect”項(xiàng)〔如果沒(méi)有自動(dòng)選中，那么在“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框中拖動(dòng)滾動(dòng)條到最下面，即可很方便地找到，單擊將其選中〕〔如圖5〕，點(diǎn)確定，即回到“加載宏”對(duì)話框?？砂l(fā)現(xiàn)“加載宏”對(duì)話框中已出現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.Connect”項(xiàng)，并處于已勾選狀態(tài)，如圖6：=5\*GB3⑤在“加載宏”對(duì)話框中點(diǎn)確定即完成安裝。〔2〕在Excel2007中安裝：在Excel2007中安裝的方法跟Excel2010中類似，請(qǐng)參考下一小節(jié)：在Excel2010中安裝〔3〕在Excel2010中安裝：=1\*GB3①翻開(kāi)Excel2010，點(diǎn)擊Excel左上角的“文件”按鈕，如圖7：圖7圖8圖9=2\*GB3②在彈出的菜單中點(diǎn)擊“選項(xiàng)”按鈕，如圖8：=3\*GB3③在彈出的“選項(xiàng)”對(duì)話框中點(diǎn)擊“自定義功能區(qū)”按鈕，在右邊勾選“開(kāi)發(fā)工具”項(xiàng)〔如圖9〕，點(diǎn)確定即回到Excel主界面。這樣，在菜單欄就有“開(kāi)發(fā)工具”這一項(xiàng)了。圖10=4\*GB3④在Excel2010主界面中點(diǎn)擊“開(kāi)發(fā)工具”后，再點(diǎn)擊“加載項(xiàng)”按鈕，如圖10：=5\*GB3⑤上一步點(diǎn)擊“加載項(xiàng)”按鈕后會(huì)彈出“加載宏”對(duì)話框〔如圖2〕。在該對(duì)話框中點(diǎn)擊“自動(dòng)化”按鈕，彈出“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框，如圖3：=6\*GB3⑥在“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框中點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕，彈出瀏覽對(duì)話框。在該對(duì)話框中找到“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”文件，例如：我將該文件放在了D盤根目錄D:\，那么在該瀏覽對(duì)話框中找到D盤，然后選中“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”文件〔如圖4〕，點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)會(huì)彈出一個(gè)警告對(duì)話框，不管他，點(diǎn)擊確定即可。=7\*GB3⑦這時(shí)會(huì)回到“自動(dòng)化效勞器”對(duì)話框，在該對(duì)話框中拖動(dòng)滾動(dòng)條到最下面，即可很方便地找到“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.Connect”項(xiàng)，單擊選中它〔如圖5〕，點(diǎn)確定，即回到“加載宏”對(duì)話框?？砂l(fā)現(xiàn)“加載宏”對(duì)話框中已出現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.Connect”項(xiàng)，并處于已勾選狀態(tài)，如圖6：=8\*GB3⑧在“加載宏”對(duì)話框中點(diǎn)確定即完成安裝。二、使用該公式包安裝后就已經(jīng)與Excel高度集成，所以使用十分簡(jiǎn)單。1、SPI(系列,觀察值)例1：A1:A20中存有一個(gè)雨量站1990年~2010年的降水系列，現(xiàn)要算出2010年的降水值在該系列中的SPI值。那么可以在任意單元格〔本例在A21〕中輸入：“=SPI(A1:A20,A20)”即算得2010年降水值在該系列中的SPI值。其中：A1:A20為系列A20為觀察值例2：A1:A20中存有一個(gè)雨量站1990年~2010年的降水系列，現(xiàn)要算出2010年的降水值〔例如：100mm〕在該系列中的SPI值。那么可以在任意單元格〔本例在A21〕中輸入：“=SPI(A1:A20,100)”即算得2010年100mm降水值在該系列中的SPI值。其中：A1:A20為系列100為觀察值2、PDECI(系列,觀察值)用法跟SPI公式相同，在此不再贅述。3、SPILEVEL(SPI值)該函數(shù)為根據(jù)SPI值用內(nèi)置的“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)與旱澇等級(jí)表”〔見(jiàn)附錄表1〕對(duì)照判斷SPI對(duì)應(yīng)的旱澇等級(jí)。例3：A21中為已經(jīng)求得的SPI值，可在任意單元格〔本例在A22〕中輸入：“=SPILEVEL(A21)”即可算出該SPI值對(duì)應(yīng)的旱澇等級(jí)。例4：可在任意單元格〔本例在A22〕中輸入：“=SPILEVEL(1.5)”即可算出該SPI值〔該例為1.5〕對(duì)應(yīng)的旱澇等級(jí)。4、PDECILEVEL(PDECI值)用法跟SPILEVEL公式相同，在此不再贅述。三、卸載=1\*GB3①取消圖6中的“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.Connect”項(xiàng)前的勾，點(diǎn)“確定”按鈕后退出Excel程序。=2\*GB3②將“標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)公式包.dll”文件刪除，即可完全卸載了該公式包。附：1、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI簡(jiǎn)介考慮到降水缺乏對(duì)于地表水、庫(kù)容水、土壤濕度、積雪量以及地表徑流等存在著不同的影響作用，Mckee等于1993年建立了標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)〔SPI〕。SPI設(shè)計(jì)用于度量多種時(shí)間尺度上的降水缺乏。這些不同時(shí)間尺度反響了干旱對(duì)于多種可用水資源的影響。土壤濕度條件在極短的時(shí)間尺度上反映降水異常，而地表水、徑流量和庫(kù)容水那么在較長(zhǎng)的時(shí)間尺度上反映了降水異常。基于這些原因，Mckee等最初在1993年計(jì)算了3、6、12、24個(gè)月的SPI指數(shù)。2、降水百分位指數(shù)PDECI簡(jiǎn)介與標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI相似，但更直觀和易于理解的是降水百分位指數(shù)〔PDECI〕。將逐年降水量從最低到最高進(jìn)行排列，并從分布的累積頻率中確定十分位數(shù)的范圍，如第一個(gè)十分位數(shù)代表最低的10%的降水值，第二個(gè)十分位數(shù)代表10%~20%之間的降水值，依此類推，第十個(gè)十分位數(shù)代表降水量中最高的10%。嚴(yán)重的干旱相當(dāng)于干旱期在3個(gè)月或以上的時(shí)期，降水量不超過(guò)第五個(gè)十分位數(shù)，極端干旱那么出現(xiàn)在3個(gè)月或以上時(shí)期的降水量不超過(guò)第一個(gè)十分位數(shù)。降水量百分位數(shù)也有類似的意義，用降水量百分位數(shù)與降水距平百分比配合使用，效果會(huì)更好。3、該公式包內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)〔SPI〕與旱澇等級(jí)表表1標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)與旱澇等級(jí)表標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)旱澇等級(jí)＜-1.96極端干旱-1.96～-1.48嚴(yán)重干旱-1.48～-1.0中等干旱-1.0～-0.5輕微干旱-0.5～0.5正常0.5～1.0輕微濕潤(rùn)1.0～1.48中等濕潤(rùn)1.48～1.96嚴(yán)重濕潤(rùn)＞1.96極端濕潤(rùn)4、該公式包內(nèi)置的降水百分位指數(shù)(PDECI)的旱澇等級(jí)表表2降水百分位指數(shù)〔PDECI〕的旱澇等級(jí)表降水百分位指數(shù)(PDECI)旱澇等級(jí)＜-40嚴(yán)重干旱-40～-25中等干旱-25～-10輕微干旱-10～10正常10～25輕微濕潤(rùn)25～40中等濕潤(rùn)＞40嚴(yán)重濕潤(rùn)5、錯(cuò)誤提示該公式包內(nèi)置錯(cuò)誤檢查機(jī)制，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)不符合計(jì)算或者格式要求的時(shí)候會(huì)在輸入公式的單元格中給予用戶錯(cuò)誤提示，現(xiàn)將有可能出現(xiàn)的提示做適當(dāng)解釋。表3錯(cuò)誤提示表錯(cuò)誤提示對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤解釋錯(cuò)誤：不能一次選擇多行、多列該公式包一次只能計(jì)算一行或者一列的SPI或者PDECI值，要計(jì)算多行或者多列的SPI(