1、标准化降水指数 SPI 及降水百分位指数 PDECI 公式包安装使用说明Code by 金晨曦 付 奔云南省水文水资源局水情处标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 1该公式包的意义标准化降水指数 SPI 及降水百分位指数 PDECI 作为水文及气象部门分析降水变化趋势重要的两个指数，被相关部门所普遍应用于实际工作当中。并且，气象部门引入的 CI 综合干旱指数的重要基石之一就是标准化降水指数。但是，SPI 及 PDECI 指数的计算方法较为复杂，使用人工或者常规 Excel 计算工作量大且容易出错。在对多站点、多年降水系列使用常规方法计算的工作量是不可想象的。所以，针对以上问题，本着增加
2、我处雨情、墒情分析手段，规范相关指数计算方法，提高工作效率以及普及相关指数的方针，我们编写了该公式包及本说明文档，力求在今后的工作中能方便、快速、准确地使用相关指数对日趋庞大的数据量进行分析，从而更好地为水文、气象决策部门提供支持。同时，该公式包严格遵循标准 ActiveX 控件规范编写，可以很方便地被集成在任何水、旱情平台中，拥有广阔的用途。一、 安装“标准化降水指数 SPI 及降水百分位指数 PDECI 公式包.rar”压缩文件内包含两个文件：文件名 用途标准化降水指数公式包.dll 主要程序文件标准化降水指数 SPI 及降水百分位指数 PDECI 公式包使用说明.doc说明文档（即本文）
3、其中， “标准化降水指数公式包.dll”内含计算“标准化降水指数 SPI”及“降水百分位指数PDECI”的四个 Excel 函数：SPI、PDECI、SPILEVEL、PDECILEVEL 。该公式包为 Excel COM 加载项，故与 Excel 高度集成，使用方便，在 Excel 中加载一次，即可运行。1、系统需求：操作系统需求：Windows XP Windows 2003 Windows 2000Excel 需求：Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010 三个版本中任一即可，其余 Excel 版本未测试过，理论上高于 Excel 2000 的版本均可运行。2、安
4、装方法：这里将分别介绍 Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010 的安装方法。（1 ）在 Excel 2003 安装：打开 Excel 2003，点击“工具”菜单下的“加载宏”项，如图 1：标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 2图 1 图 2在弹出的“加载宏”对话框（如图 2）中点击“自动化 ”按钮，弹出“自动化服务器”对话框。图 3 图 4 图 5在“自动化服务器”对话框中点击“浏览”按钮（如图 3） ，弹出“浏览”对话框。在“浏览”对话框中找到“标准化降水指数公式包.dll”文件，例如：我将该文件放在了 D盘根目录 D:，则在该浏览对话框中找到 D 盘，然
5、后选中“标准化降水指数公式包.dll”文件（如图 4） ，点击确定。这时系统会回到“自动化服务器”对话框，并且自动选中“标准化降水指数公式包.Connect”项（如果没有自动选中，那么在“自动化服务器”对话框中拖动滚动条到最下面，即可很方便地找到，单击将其选中） （如图 5） ，点确定，即回到 “加载宏”对话框。可发现“加载宏”对话框中已出现“标准化降水指数公式包.Connect”项，并处于已勾选状态，如图 6：在“加载宏”对话框中点确定即完成安装。（2 ）在 Excel 2007 中安装：在 Excel 2007 中安装的方法跟 Excel 2010 中类似，请参考下一小节：在 Excel
6、2010 中安装（3 ）在 Excel 2010 中安装：打开 Excel 2010，点击 Excel 左上角的“文件”按钮，如图 7：图 6标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 3图 7 图 8 图 9在弹出的菜单中点击“选项”按钮，如图 8：在弹出的“选项”对话框中点击“自定义功能区”按钮，在右边勾选“开发工具”项（如图 9） ，点确定即回到 Excel 主界面。这样，在菜单栏就有 “开发工具”这一项了。在 Excel 2010 主界面中点击“开发工具”后，再点击“加载项”按钮，如图 10：上一步点击“加载项”按钮后会弹出“加载宏”对话框（如图 2） 。在该对话框中点击“自动化”按
7、钮，弹出“自动化服务器”对话框，如图 3：在“自动化服务器”对话框中点击“浏览”按钮，弹出浏览对话框。在该对话框中找到“标准化降水指数公式包.dll”文件，例如：我将该文件放在了 D 盘根目录 D:，则在该浏览对话框中找到 D 盘，然后选中 “标准化降水指数公式包 .dll”文件（如图 4） ，点击确定，系统会弹出一个警告对话框，不管他，点击确定即可。这时会回到“自动化服务器”对话框，在该对话框中拖动滚动条到最下面，即可很方便地找到“标准化降水指数公式包.Connect”项，单击选中它（如图 5） ，点确定，即回到“加载宏”对话框。可发现“加载宏”对话框中已出现“标准化降水指数公式包.Conn
8、ect”项，并处于已勾选状态，如图 6：在“加载宏”对话框中点确定即完成安装。二、使用该公式包安装后就已经与 Excel 高度集成，所以使用十分简单。1、SPI ( 系列 , 观察值 )例 1：A1:A20 中存有一个雨量站 1990 年2010 年的降水系列，现要算出 2010 年的降水值在该系列中的 SPI 值。那么可以在任意单元格（本例在 A21）中输入：“=SPI(A1:A20,A20) ”即算得 2010 年降水值在该系列中的 SPI 值。其中：A1:A20 为系列 A20 为观察值图 10标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 4例 2：A1:A20 中存有一个雨量站 199
9、0 年2010 年的降水系列，现要算出 2010 年的降水值（例如：100mm ）在该系列中的 SPI 值。那么可以在任意单元格（本例在 A21）中输入：“=SPI(A1:A20,100)”即算得 2010 年 100mm 降水值在该系列中的 SPI 值。其中：A1:A20 为系列 100 为观察值2、PDECI ( 系列 , 观察值 )用法跟 SPI 公式相同，在此不再赘述。3、SPILEVEL ( SPI 值 )该函数为根据 SPI 值用内置的“标准化降水指数(SPI) 与旱涝等级表” （见附录表 1）对照判断 SPI 对应的旱涝等级。例 3：A21 中为已经求得的 SPI 值，可在任意单
10、元格（本例在 A22）中输入：“=SPILEVEL(A21)”即可算出该 SPI 值对应的旱涝等级。例 4：可在任意单元格（本例在 A22）中输入：“=SPILEVEL(1.5) ”即可算出该 SPI 值（该例为 1.5）对应的旱涝等级。4、PDECILEVEL ( PDECI 值 )用法跟 SPILEVEL 公式相同，在此不再赘述。三、卸载取消图 6 中的“标准化降水指数公式包 .Connect”项前的勾，点“确定”按钮后退出 Excel 程序。将“标准化降水指数公式包.dll”文件删除，即可完全卸载了该公式包。标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 5附：1、标准化降水指数 SPI
11、简介考虑到降水不足对于地表水、库容水、土壤湿度、积雪量以及地表径流等存在着不同的影响作用，Mckee 等于 1993 年建立了标准化降水指数（SPI） 。SPI 设计用于度量多种时间尺度上的降水不足。这些不同时间尺度反应了干旱对于多种可用水资源的影响。土壤湿度条件在极短的时间尺度上反映降水异常，而地表水、径流量和库容水则在较长的时间尺度上反映了降水异常。基于这些原因，Mckee 等最初在 1993 年计算了 3、6 、12 、24 个月的 SPI 指数。2、降水百分位指数 PDECI 简介与标准化降水指数 SPI 相似，但更直观和易于理解的是降水百分位指数（ PDECI） 。将逐年降水量从最低
12、到最高进行排列，并从分布的累积频率中确定十分位数的范围，如第一个十分位数代表最低的 10%的降水值，第二个十分位数代表 10%20%之间的降水值，依此类推，第十个十分位数代表降水量中最高的 10%。严重的干旱相当于干旱期在 3 个月或以上的时期，降水量不超过第五个十分位数，极端干旱则出现在 3 个月或以上时期的降水量不超过第一个十分位数。降水量百分位数也有类似的意义，用降水量百分位数与降水距平百分比配合使用，效果会更好。3、该公式包内置的标准化降水指数（SPI）与旱涝等级表表 1 标准化降水指数(SPI)与旱涝等级表标准化降水指数(SPI) 旱涝等级-1.96 极端干旱-1.96-1.48 严
13、重干旱-1.48-1.0 中等干旱-1.0-0.5 轻微干旱-0.50.5 正常0.51.0 轻微湿润1.01.48 中等湿润1.481.96 严重湿润1.96 极端湿润4、该公式包内置的降水百分位指数(PDECI)的旱涝等级表表 2 降水百分位指数（PDECI）的旱涝等级表降水百分位指数(PDECI) 旱涝等级-40 严重干旱-40-25 中等干旱-25-10 轻微干旱-1010 正常标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明 61025 轻微湿润2540 中等湿润40 严重湿润5、错误提示该公式包内置错误检查机制，当输入的数据不符合计算或者格式要求的时候会在输入公式的单元格中给予用户错误
14、提示，现将有可能出现的提示做适当解释。表 3 错误提示表错误提示 对应的错误解释错误：不能一次选择多行、多列该公式包一次只能计算一行或者一列的 SPI 或者 PDECI 值，要计算多行或者多列的SPI(PDECI)值请使用 Excel 内置的智能填充功能实现。错误：系列中有非数字值降水系列中有不是数值的单元格，请检查该系列中是否有空格、以文本形式存储的数字以及字符。错误：系列中有负值 所有降水值必须为非负值。错误：在系列中找不到目标值SPI 和 PDECI 指数都是用于降水分析的指标，不能预测一个原本未发生的降水值在系列中的SPI 或者 PDECI 值。所以，公式中的观察值必须在系列中出现。错误： H 值不在取值范围 该错误较少出现。如出现该错误则应联系
