T E L K O M N I K T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   5 Octo b er   2 0 2 0 ,   p p .   2 2 9 2 ~ 2 3 0 3   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Kem en r is tek d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 8 i5 . 1 4 3 1 6     2292       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Interna tiona l Tel ecom munica tion  Unio n - Ra dio co m munica tion  Sector  P. 8 3 7 - 6  and P. 8 3 7 - per forma nce    to estima te  I ndo n esia n rainfa ll       M a rz uk i 1 ,   Dea   K urnia   H a ry s a nd i 2 ,   Rin i O k t a v i a ni 3 ,   L is n a   M ey la ni 4 ,   M uty a   Vo nn is a 5 ,   H a rma di 6 H iro y uk H a s hig uchi 7 ,   T o y o s hi Sh im o m a i 8 ,   L .   L uin i 9 ,   Su g eng   Nug ro ho 10   M uzirwa n 11 No Azla n M o h d Ar is 12   1 - 6 De p ar t m e n o P h y sic s,  Un i v e rsity   o f   An d a las ,   I n d o n e sia   7, 12 Re se a rc h   In stit u te f o S u sta in a b le Hu m a n o s p h e re ,   Ky o t o   Un i v e r sity ,   Ja p a n   8 Re m o te S e n sin g   Lab o ra to ry ,   In terd isc ip li n a ry   F a c u lt y   o S c ie n c e   a n d   E n g in e e rin g ,   S h ima n e   Un i v e rsity ,   Ja p a n   9 P o li tec n ic o   d i   M il a n o   DEIB - Di p a rti m e n to   d i   El e tt r o n ica ,   I n fo rm a z io n e   e   Bio in g e g n e ria,  I taly   10 In d o n e sia n   Ag e n c y   f o M e teo r o lo g ica l,   C li m a to lo g ica a n d   G e o p h y sic s,  I n d o n e sia   11 Na ti o n a In st it u te  o Ae ro n a u ti c s a n d   S p a c e ,   In d o n e sia   12 Ce n tre fo Tele c o m m u n ica ti o n   Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n ,   F a k u lt i   Ke ju ru tera a n   El e k t ro n ik   d a n   Ke j u ru tera a n   Ko m p u ter,  Un iv e rsiti   Te k n i k a M a lay sia   M e lak a ,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 2 ,   2 0 1 9   R ev is ed   Feb   5 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Ap r   1 4 ,   2 0 2 0       Th is  w o rk   e v a lu a ted   t h e   p e rf o r m a n c e   o In tern a ti o n a Tele c o m m u n ica ti o n   Un io n - Ra d io c o m m u n ica ti o n   S e c to (I TU - R)  P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7   m o d e ls  (An n e x   1 to   e stim a te  o n e - m in u te  ra in fa ll   ra tes   in   I n d o n e sia .   I n   a d d i ti o n     to   th e   d e fa u lt   ITU - P . 8 3 7 - 6 ,   th e   in p u o ITU - P . 8 3 7 - 6   is  a lso     m o d ifi e d   u si n g   d a ta  w h ich   h a b e tt e sp a ti a l   re so lu ti o n ,   i . e .   a   c o m b in a ti o n     o Tro p ica Ra in fa ll   M e a su ri n g   M issio n   (TRM M )   3 A2 5   a n d   3 B 4 3     (IT U - R+ 3 A2 5 + 3 B 4 3 ) ,   3 B 4 2   a n d   3 B4 3   (IT U - R+ 3 B 4 2 + 3 B 4 3 ),   G lo b a l   S a telli te  M a p p in g   o f   P re c i p it a ti o n   ( ITU - R+ G S M a P ),   a n d   G lo b a P re c ip it a ti o n   M e a su re m e n (IT U - R+ G P M ).   Am o n g   th e   fi v e   tes sites ,     th e   d e fa u lt   ITU - P . 8 3 7 - 6   a n d   IT U - R+ 3 A2 5 + 3 B 4 3   c o u l d   p re d ict  o n e - m in u te   ra in fa ll   ra tes   a two   lo c a ti o n a c c u ra tely .   Th e   ITU - P . 8 3 7 - 7   e x h ib i ted     a   m a rg in a ll y   b e tt e p e rfo rm a n c e   fo sites   t h a h a d   a   h ig h   p e rc e n tag e   o f   v e ry   h e a v y   ra i n ,   p a rti c u larl y   a lar g e   ( 1 % a n d   sm a ll   ( 0 . 0 0 1 % )   p e rc e n ta g e o t ime   e x c e e d e d .   Th e   sp a ti a d istri b u t io n   o f   ra in fa ll   ra te  p r o d u c e d   b y   ITU - P . 8 3 7 - a n d   ITU - R+ 3 A 2 5 + 3 B 4 3   wa c lo se to   th e   p a tt e rn   d e m o n stra ted   b y   re c e n t   sa telli te p re c ip it a ti o n   m e a su re m e n ts.   K ey w o r d s :   I n d o n esia   ITU - R   P.8 3 7 - 6   ITU - R   P.8 3 7 - 7   R ain f all  r ate   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma r zu k i,    Dep ar tm en t o f   Ph y s ics,    Un iv er s ity   o f   An d alas,    Pad an g   2 5 1 6 3 ,   I n d o n esia .   E m ail:  m ar zu k i@ s ci. u n an d . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Kn o wled g o f   o n e - m in u te  cu m u lativ d is tr ib u tio n   o f   r ain f a ll  r ate s   is   r eq u ir ed   to   esti m ate  s ig n al  lo s s ,   wh ich   is   ess en tial  in   r ain   f ad m o d el s,   f o r   p lan n in g   b o t h   s atellite  an d   ter r estrial  lin k s   th at  u tili ze   m icr o wav e   an d   m illi m eter   wav b a n d s   [ 1 ] .   Alth o u g h   r ain   is   n o t t h o n ly   f ac to r   th at  in f l u en ce s   s ig n al  p r o p ag atio n   i n   th ese  b an d s ,   it  ca u s es  lar g er   atten u atio n   th an   o th er   atm o s p h er ic  co m p o n en ts   [ 2 ] .   T o   ca lcu late  o n e - m in u te  r ain f all  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         I n tern a tio n a Teleco mmu n ic a t io n   Un io n - R a d io co mmu n ica ti o n   S ec to r   P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7 …  ( Ma r z u ki )   2293   r ate  s tatis t ics  ac cu r ately ,   m ea s u r em en d ata  with   o n e - m in u te  in teg r atio n   tim ar r e q u ir e d .   Ho wev er ,   th is   p r o v es  to   b e   d if f ic u lt  o cc asio n ally   b ec a u s th a v ailab le  m ea s u r em en d ata   o f ten   u tili ze   lo n g e r   in teg r atio n   tim e.   T h er ef o r e,   o n e - m in u te  r ain   r ate  s tatis tic s   ar f r eq u en tl y   d er iv e d   f r o m   s u ch   d ata  with   ce r tain   co n v er s io n   tech n iq u es [ 3 - 5 ] ,   o r   u s in g   s tatis tical  m o d els [ 1 ,   6 - 8 ].   T h e   I n t e r n a t i o n a l   T e l e c o m m u n i c a t i o n   U n i o n - R a d i o c o m m u n i c a t i o n   S e ct o r   ( I T U - R )   P . 8 3 7   h a s   b e e n   w i d e l y   u s e d   f o r   c al c u l a ti n g   o n e - m i n u t e   r a i n f a ll   r a te s .   I n   2 0 1 3 ,   t h e   I T U   r el e as e d   t h I T U - R   P . 8 3 7 - 6 ,   w h i c h   u t i l i z e d   t h e   a n n u a l   r ai n f a l l   r ate s   f r o m   4 0   y e a r s   o f   d at a   f r o m   t h e   E u r o p e a n   C e n t e r   o f   M e d iu m - r a n g e   W e a t h e r   F o r e c a s t   ( E C M W F )   w it h   a   s p at i a l   r es o l u t i o n   o f   1 . 1 2 5   a n d   s i x - h o u r   t e m p o r a l   r e s o l u t i o n   [ 1 ] .   L o w   r e s o l u t i o n   o f   t h e   i n p u t   d a t a   m i g h t   a f f e c t   t h e   a c c u r a c y   o f   t h i s   m o d e l   [ 9 ] .   T h i s   l i m it a t i o n   w as   o v e r c o m e   b y   m o d i f y i n g   I T U -   P . 8 3 7 - 6   u s i n g   d a t a   w it h   b e t t e r   r e s o l u t i o n .   T h e   t r o p i ca l   r a i n f al m e a s u r i n g   m is s i o n   ( T R M M )   3 A 1 2   a n d   3 B 4 3   d a t w e r e   u s e d   t o   c al c u l a te   t h e   t h u n d e r s t o r m   r a t i o   ( β )   a n d   t o tal   r a i n   a c c u m u l a ti o n   ( M t )   o f   I T U - R   P . 8 3 7 - f o r     Nig er ia  [ 9 ] .   I n s tead   o f   d ep e n d in g   o n   β   an d   t h p er ce n t ag p r o b ab ilit y   o f   r ain   f r o m   s ix - h o u r   tem p o r al   r eso lu tio n   d ata  ( P r6 )   to   ca lcu l ate  p er ce n tag p r o b ab ilit y   o f   r ain   in   an   av er ag y ea r   ( P 0 ) ,   th u s o f   T R M M   3 A2 5   an d   3 B 4 3   d ata  to   esti m ate  P 0   an d   M t   was  s u cc ess f u lly   test ed   in   f ew  tr o p ical  an d   eq u ato r ial  s ites ,   p ar ticu lar ly   in   Ma lay s ia  [ 10 ] .   R ec en tly ,   co m b in atio n   o f   T R MM   3 B 4 2   an d   3 B 4 3   h a d   b e en   test ed   to   m o d e l   one - m in u te  r ain f all  in   Ko to ta b an g ,   W est  Su m atr a,   I n d o n esia  [ 1 1 ] .   D ata  with   v er y   h ig h   s p atial  r eso lu tio n   ( 0 . 1 )   s u c h   as  Glo b al  Satellite  Ma p p in g   o f   Pre cip itatio n   ( GSMa P)  an d   Glo b al  Pre cip it atio n   Me asu r em en t   ( GPM)   wer u s ed   an d   th r esu lts   wer e   v alid ated   with   r ai n   g au g d ata  at  Ko to tab an g   [ 12 13 ] .   Similar   to   p r ev io u s   s tu d ies  b ased   o n   T R MM   d ata,   m o d if ied   I T U - R   P. 8 3 7 - 6   u s in g   GSMa an d   GPM  o b tain ed   a   lo wer   one - m in u te  r ain f all  r ate  at  K o to tab an g   t h an   th d ef au lt I T U - R   P.8 3 7 - 6.   T h I T r elea s ed   I T U - R   P.8 3 7 - 7   in   2 0 1 7 .   T h is   m o d el  wo r k ed   b ased   o n   th a v er ag m o n t h ly   r ain f all  wh ich   o b tain ed   f r o m   5 0   y ea r s   ( 1 9 5 1 - 2 0 0 0 )   o f   d ata  f r o m   th Glo b al  Pre cip itatio n   C lim ato l o g y   C en tr ( GPC C )   C lim ato lo g y   ( 2 0 1 5 )   o v er   la n d   a n d   f r o m   3 6   d atab ases   o f   th E u r o p ea n   C en ter   o f   Me d i u m - r an g W ea th er   Fo r ec ast  ( E C MW F)  [ 8 ]   ac r o s s   th y ea r s ,   1 9 7 9 - 2 0 1 4 ,   with   s p atial  r eso lu tio n   o f   0 . 2 5 ,   wh ich   was   f iv tim es  s m aller   th an   th I T U - R   P.8 3 7 - 6 .   T esti n g   th is   m o d el  in   I r elan d   in d icate d   th at  I T U - R   P.8 3 7 - 7   p r ed ictio n   m eth o d   s h o w ed   b etter   p er f o r m an ce   th a n   I T U - R   P.8 3 7 - 6 ,   wh ich   o v e r es tim ate d   th o n e - m in u te  r ain f al l     r ate  [ 1 4 ].   H o wev er ,   th p er f o r m an ce   o f   th is   m o d el  h a d   n o y et   b ee n   ev alu ate d   in   I n d o n esia,  wh ich   h as   clim atic  r eg io n   with   h ig h   r ai n f all  th r o u g h o u t h y ea r .   Fu r th er m o r e ,   th e   p r ec ip itatio n   s ig n if ican tly   v ar ie d   ac r o s s   th r eg io n   d u to   co m p lex   to p o g r ap h ic   co n d itio n s   [ 1 5 - 18 ] .   T h er ef o r e,   th is   s tu d y   wo u ld   e x am in e     th p er f o r m a n ce   o f   I T U - R   P.8 3 7 - 7   to   esti m ate  o n e - m in u te   r ain f all  r ate  in   I n d o n esia.  T h r esu lts   wo u ld   b e   co m p ar ed   with   th o s esti m ated   b y   th d ef au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   m o d el,   m o d if ied   I T U - R   P. 8 3 7 - 6   u s in g   3 B 4 2   an d   3 B 4 3 ,   GSMa P,  an d   GPM.   I n   ad d itio n ,   th u s o f   T R MM   3 A2 5   d ata   wo u ld   also   b ev alu ated .   T h r esu lts   o f   ea ch   m o d el  wer v alid ated   with   m ea s u r em en d ata  at  f iv e   o b s er v atio n   p o in ts ,   n am ely   K o to tab an g ,   Pad a n g ,   Sicin cin ,   Po n tian ak   an d   B an d u n g .   T h e   n u m b er   o f   o b s er v atio n   p o in ts   in   th is   s tu d y   was   la r g er   t h an   p r ev i o u s   s tu d ies.  R ec en s atellite  p r ec ip itatio n   m ea s u r em en ts   s h o w ed   s ig n if ican am o u n ts   o f   p r ec ip it atio n   co n ce n tr ate d   in   th co astal  r eg io n s   o f   I n d o n esia  [ 1 9 ] .   T h s tu d y   also   q u alitativ ely   ev alu ated   th ab ilit y   o f   ea ch   m o d el  to   r ep r o d u ce   r ai n f all  d is tr ib u tio n   th at  r esem b le d   t h is   p atter n .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   On e - m in u te  r ai n f all  r ate  f o r   t h d esire d   p r o b a b ilit y   o f   e x ce ed an ce   ( P ( R ) 1 )   was  f ir s esti m ated   u s in g   t h d ef au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   [ 1 ] .   Def au lt  m ea n t   th at  th in p u p ar am eter   P 0 ,   wh ich   was  u s ed   to   ca lcu late  P ( R ) 1 ,   was  d er iv ed   f r o m   P r6 β ,   an d   M t ,   wh ich   wer e   o b tain e d   f r o m   E R A - 4 0   d ata.   Su b s eq u en tly ,   I T U - R   P.8 3 7 - 6   was  m o d if ied   b y   ca lcu latin g   P 0   an d   M t   d ir ec tly   u s in g   m u ltis en s o r y   d ata ,   with o u P r6   an d   β .   T h v alu o f   P 0   was   ca lcu lated   u s in g   ( 1 )   [ 10 ] .     0 = ,                     ( 1 )     w h er e   N R   is   th n u m b er   o f   r ain y   p ix el s,   an d   N T   is   th n u m b er   o f   to tal  p ix el s .   T h u s ,   t h m o d if ie d   I T U - P.8 3 7 - was  ex p r ess ed   b y   (2 - 4)     ( ) 1 = 0  ( 1 . 09 1 +  1 +  )               ( 2 )     = 2 1 7 97 0                   ( 3 )     = 26 . 02                   ( 4 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 2 9 2   -   2303   2294   w h er e   R   is   th r ain f all  r ate  f o r   th d esire d   p r o b ab ilit y   o f   ex c ee d an ce .   T h d ata  u s ed   to   ca lc u late  P 0   an d   M t   ar e   s u m m ar ized   in   T ab le   1 .   Deta iled   d escr ip tio n   o f   T R MM   3 B 4 2 ,   3 B 4 3 ,   3 A2 5 ,   a n d   GSMa as  well  as  GPM  d ata  co u ld   b f o u n d   in   v ar i o u s   liter atu r es [ 20 - 22 ] .   Fin ally ,   th o n e - m in u te  r ain f all  r ate  was c alcu lated   u s in g   I T U - P.8 3 7 - 7 .   All r esu lts   wer e   th en   co n to u r e d   to   s ee   th s p atial  d i s tr ib u tio n   o f   o n e - m in u te  r ain f all  r ate s .       T ab le  1 .   Deta i led   d escr ip tio n   o f   th in p u ts   f o r   t h p r e d ictio n   m eth o d s   P r e d i c t i o n   m e t h o d   D a t a   t o   o b t a i n   i n p u t   I n p u t s   o f   p r e d i c t i o n   me t h o d   D a t a b a s e   Te mp o r a l   r e s o l u t i o n   P a r a me t e r s   Te mp o r a l   r e s o l u t i o n   S p a t i a l   r e s o l u t i o n   D e f a u l t   I TU - R   P . 8 3 7 - 6   ER A - 40   6 -   h o u r   M t   P r6     a n n u a l   1 . 1 2 5   x   1 . 1 2 5   1 . 1 2 5   x   1 . 1 2 5   1 . 1 2 5   x   1 . 1 2 5   I TU - R   +   3 B 4 2   +   3 B 4 3   TR M M   3 B 4 2   TR M M   3 B 4 3   3 - h o u r   mo n t h l y   P 0   M t   a n n u a l   0 . 2 5   x   0 . 2 5   0 . 2 5   x   0 . 2 5   I TU - R   +   3 A 2 5   +   3 B 4 3   TR M M   3 B 4 2   TR M M   3 B 4 3   mo n t h l y   mo n t h l y   P 0   M t   a n n u a l   0 . 5 0   x   0 . 5 0   0 . 2 5   x   0 . 2 5   I TU - R   +   G S M a P   G S M a P   1 -   h o u r   P 0   M t   a n n u a l   0 . 1 0   x   0 . 1 0   0 . 1 0   x   0 . 1 0   I TU - R   +   G P M   I M ER G   30 -   mi n u t e   P 0   M t   a n n u a l   0 . 1 0   x   0 . 1 0   0 . 1 0   x   0 . 1 0   I TU - R   P . 8 3 7 - 7   G P C C   ER A - i n t e r i m   M o n t h l y   M t   T   mo n t h l y   0 . 2 5   x   0 . 2 5   0 . 7 5   x   0 . 7 5       On e - m in u te   r ain f all   r ates  f r o m   th e   m o d els  wer e   v alid ate d   u s in g   o b s er v atio n   d ata  at   Ko to tab an g   ( 0 . 2 S,  1 0 0 . 3 2 E ) ,   Sicin cin   ( 0 . 5 4 6 S,  1 0 0 . 3 E ) ,   Pad a n g   ( 0 . 9 1 5 S,  1 0 0 . 4 6 E ) ,   Po n tian ak   ( 0 . 0 0 S,  1 0 9 . 3 7 S),   an d   B an d u n g   ( 6 . 9 S,  1 0 7 . 6 E ) .   T o   a d eq u ately   esti m ate  o n e - m in u te  r ain f all  r ate  s tatis tics ,   co m p lete  r ain f all  tim s er ies  f o r   a   g iv e n   y ea r   w ith   o n e - m in u te  i n teg r atio n   tim was   r eq u ir e d .   At   Ko to tab an g ,   r ain f all  r ate  was   m ea s u r ed   b y   O p tical  R ain   Gau g ( OR G)   an d   Par s iv el  d is d r o m eter .   Ko to tab an g   h a d   th m o s th o r o u g h   o b s er v atio n   y ea r s ,   d u r i n g   2 0 1 4 ,   2 0 1 5 ,   2 0 1 6 ,   a n d   2 0 1 7   u s in g   Par s iv el  an d   2 0 0 3 ,   2 0 0 4 ,   2 0 0 5 ,   2 0 0 8 ,   2 0 0 9 ,   2010 ,   a n d   2 0 1 1   u s in g   th OR G.   Descr ip tio n   o f   OR G   an d   P ar s iv el  o b s er v atio n   at  Ko to tab an g   co u ld   b f o u n d   in   s o m p r ev io u s   s tu d ies  [ 1 6 ,   2 3 ] .   Par s iv el  o b s er v atio n   was  also   u s ed   at  Pad an g ,   b u th av ailab ilit y   o f   d ata   f r o m   th o b s er v atio n   was  s p ar s e .   T h er ef o r e,   th d ata  in   t h liter atu r [ 2 4 w er e   u s ed   f o r   th v alid atio n   p r o ce s s .   At  Sicin cin ,   th er w er e   co m p lete  o b s er v atio n al  d ata  f r o m   th e   Par s iv el  o b s er v atio n   d u r i n g   2 0 1 8 .     At   Po n tian ak ,   o b s er v atio n al  d ata   ex is ted   f r o m   2 0 1 5 - 2 0 1 7 ,   b u th co m p lete  o b s er v atio n al  p er io d   was   o n ly   d u r in g   2 0 1 5 .   T h er ef o r e,   o n l y   d ata  o b tai n ed   d u r in g   2 0 1 5   wer u s ed   in   th v alid atio n   p r o ce s s .   DB SG3     d ata  [ 2 5 wer e   u s ed   to   v alid at th m o d el  r esu lts   in   B an d u n g .   T h e   d ata  wer e   av ailab le  d u r in g   n i n y ea r s   f o r   0 . 0 0 1   to   5 o f   tim e   ex ce ed ed .   T h e   ac cu r ac y   o f   th m o d el  was  ev alu ated   u s in g   r o o t m ea n s q u a r e - er r o r   ( R MSE )   an d   p er ce n ta g o f   er r o r s   f o r   ea c h   p er ce n tag o f   tim ex c ee d ed   ( i was  g iv e n   b y         = (   ) 2 = 1   (5 )     = (    ) 100                 ( 6 )     w h er e   n   is   th n u m b er   o f   p r o b ab ilit y   lev els,  R Ei   an d   R Mi   a r e   one - m in u te  r ain f all  r ate s   f r o m   th m o d el  an d   m ea s u r em en t,  r esp ec tiv ely ,   f o r   g iv en   p er ce n tag o f   tim ex ce ed ed .   No all   lo ca tio n s   h a d   s im u ltan eo u s   o b s er v atio n   of   m ea s u r em en ts   o n   th s u r f ac an d   s atellites.  T h er ef o r e,   an   av e r ag o n e - m in u te  m ea s u r ed   r ain f all  r ate  was  u s ed   in   th v alid atio n   p r o ce s s .   Mo r eo v er ,   av er ag an n u al  r ain f all  ( M t )   an d   d ata  d en o tin g   av er ag p r o b ab ilit y   to   h av r ain   ( P 0 )   wer u s ed   to   ca lcu late  o n e - m in u te  r ain   f all  r ate s   u s in g   th m o d if ie d   ITU - R   P.8 3 7 - 6 .   He n ce ,   t h an n u al  v ar iatio n   o f   d ata   was  ig n o r e d .   I n   t h is   wo r k ,   th e   s am n u m b er   o f   p r o b a b ilit y   lev els  was  u s ed   f o r   all  lo ca tio n s ,   s o   th av er a g R MSE   v alu was  ca lcu late d   with o u weig h tin g   th er r o r   with   n u m b er   o f   o b s er v atio n   y ea r s   a n d   p r o b a b ilit y   lev els,  wh ich   is   ex p r ess ed   b y   ( 7 )       =   = 1   ( 7 )     wh er R MSE   is   r o o t m ea n   s q u ar er r o r   o f   s ite  i ,   an d   N s   is   th n u m b e r   o f   s ites   ( h er e   N s   5 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         I n tern a tio n a Teleco mmu n ic a t io n   Un io n - R a d io co mmu n ica ti o n   S ec to r   P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7 …  ( Ma r z u ki )   2295   3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   3 . 1 .      C o m pa riso n o f   predict i o a nd   m ea s urem ent   T h f ir s v alid atio n   p o in wa s   Ko to tab an g   as  s h o wn   i n   Fig u r e   1   ( a) .   Ko t o tab an g   h ad   th m o s t   co m p lete  o b s er v atio n   y ea r s ,   d u r in g   2 0 1 4 ,   2 0 1 5 ,   2 0 1 6 ,   an d   2 0 1 7   u s in g   Par s iv el ,   an d   2 0 0 3 ,   2 0 0 4 ,   2 0 0 5 ,   2 0 0 8 ,   2 0 0 9 ,   2 0 1 0 ,   an d   2 0 1 1   u s in g   th OR G.   Av er ag e   an n u a r ain f all  ( M t )   b ased   o n   o b s er v atio n s   o f   th ese   in s tr u m en ts   was   2 6 0 1   m m / y e ar .   I n   ad d itio n ,   t h e   d ata   f o r   a v er ag p r o b ab ilit y   to   h av e   r ai n   ( P 0 was   1 0 . 2 8 %.  T h m o d i f ied   I T U - R   P.8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 A2 5   3 B 4 3   s h o w ed   o n e - m in u te  r ain f al r ate s   wh ich   wer e   clo s est  to   th o b s er v atio n   d a ta,   f o llo wed   b y   th d e f au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6 .   T h I T U - R   P.8 3 7 - 7   r esu lt ed   i n   s m aller   r ain f all  r ate s   th an   t h o s f r o m   t h o b s er v atio n s   a n d   I T U - R   P.  8 3 7 - 6 ,   esp ec ial ly   wh en   th e   tim p er ce n tag ex ce e d ed   0 . 0 1 %   an d   0 . 1 %,  at  v er y   s m all  ( 0 . 0 0 1 %)  an d   v er y   lar g e   p er ce n tag es  ( 1 %),     ITU -   R   P.  8 3 7 - 7   r etr ie v e d   l ar g er   r ai n f all  r ate.   I n   Sicin cin   as  s h o wn   in   Fig u r e   1   ( b ) ,   Pa d an g   as  s h o wn   in   Fig u r 1   ( c )   an d   Po n tian ak   as  s h o wn   in   Fig u r e   1   ( d) ,   th esti m ated   v alu e   was   m u ch   s m aller   th an     th o b s er v atio n   d ata.   I n   Si cin cin ,   th e   r ain f all   r ate  was  c o llected   b y   a   Par s iv el  d u r in g   2 0 1 8 .   A n n u al   r ain f al l   an d   th p r o b ab ilit y   h av i n g   r ain f all   at  th is   lo ca tio n   wer e   5 . 3 8 8   m m /y ea r   a n d   1 2 . 1 7 %,  r esp ec tiv ely .     T h d is tan ce   b etwe en   Sicin ci n   an d   Ko to tab an g   was   o n ly   ab o u 6 2   k m ,   b u th an n u al  r ain f all  at   th ese  t wo   lo ca tio n s   was   v er y   d if f er en t .   I n   B an d u n g ,   th e   I T U - R   P.8 3 7 - 6   s h o ws  g o o d   a g r ee m en t   with   th o b s er v atio n   d ata  as sh o wn   in   Fig u r e   1   ( e ) .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )           ( e)       Fig u r 1 .   C o m p a r is o n   o f   cu m u lativ d is tr ib u tio n   o f   r ain f all  r a te  f r o m   m ea s u r em en ts   an d   m o d els       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 2 9 2   -   2303   2296   T h p er ce n tag er r o r   o f   ea c h   esti m atio n   m o d el  f o r   Ko to ta b an g   is   g iv en   as  s h o wn   in   in   Fi g u r e   2   ( a ) Neg ativ v alu es  in d icate d   th at   th m o d el s   u n d er esti m ate d   th r ain f all  r ate s .   T h er r o r   p er c en tag f o r   0 . 0 0 1 %   o f   tim e   ex ce ed e d   f r o m   th e   d ef au lt  I T U - R   P. 8 3 7 - 6 ,   m o d i f ied   I T U - R   P.8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 B 4 2 +3 B 4 3 ,   3 A2 5 +3 B 4 3 ,   GSMa P,  GPM  an d   I T U - R   P.8 3 7 - was   - 2 . 4 1 ,   - 2 9 . 4 1 ,   2 . 6 9 ,   - 1 2 . 3 5 ,   - 1 1 . 3 2   an d   3 8 . 4 7 ,   r es p ec tiv ely .   Fo r   0 . 0 1 o f   tim ex ce e d ed   t h v alu es  wer e   - 9 . 7 1 ,   - 4 5 . 2 8 ,   - 2 . 9 2 ,   - 2 3 . 6 9 ,   - 22. 1 5   a n d   - 1 1 . 5 7 ,   co r r esp o n d in g ly   as  s h o wn   in   T ab le  2 .   T h er ef o r e ,   f o r   Ko to ta b an g ,   th m o d if ied   I T U - R   P.8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 A2 5 +3 B 4 3 ,   an d   th d e f a u lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   s h o w ed   b etter   p er f o r m an ce   t h a n   I T U - R   P.8 3 7 - 7.     T h p er f o r m an ce   o f   I T U - R P.8 3 7 - was   b etter   th an   I T U - R   P.8 3 7 - 6   o n ly   at  lar g p er ce n ta g e s   o f   tim ex ce ed ed   ( 1 %) ,   with   a n   e r r o r   p e r ce n ta g o f   3 . 3 5 % .   T h R MSE   v al u b etwe en   m ea s u r em e n an d   m o d el  r esu lts   f o r   0 . 0 0 1 to   5 % o f   tim e x ce ed e d   s h o w ed   s u p e r io r ity   o f   I T U - R +3 A2 5 +3 B 4 3   as sh o wn   in   T ab le  3 .   T h p er ce n tag es  o f   er r o r s   f o r   all  m eth o d s   wer e   la r g er   th an   3 0 e x ce p w h en   tim e   e x ce ed ed   at  0 . 0 0 1 %   f o r   I T U - R   P.8 3 7 - 7   ( - 1 1 . 5 6 %).   T h ac cu r ac y   o f   all  m eth o d s   was   also   lo f o r   Pad an g   w ith   er r o r   p er ce n tag es  b ein g   m o r th an   2 0 % ,   ex ce p wh en   tim ex ce e d ed   at  0 . 0 0 1 f o r   T R MM   3 A2 5 +3 B 4 3   ( - 8 . 8 8 %).   L ar g er r o r s   wer e   also   f o u n d   f o r   Po n tian a k .   T h P o n tian a k   d ata  wer e   g ath e r ed   th r o u g h   P ar s iv el  o b s er v atio n s   d o n in   2 0 1 5 .   An n u al  r ain f all  an d   th p r o b ab ilit y   o f   h av in g   r ain f all  at  th is   lo ca tio n   wer e   3 . 2 3 5   m m /y ea r   an d   8 . 1 8 % ,   r esp ec tiv ely .   T h er r o r   p er ce n tag o f   all  m eth o d s   f o r   Po n tian ak   was   also   s ig n if ican tly   lar g ( 3 0 %),   ex ce p wh en   th tim p er ce n ta g was  0 . 0 0 1 f o r   I T U - R   P.8 3 7 - 7   ( - 1 1 %)  an d   f o r   tim p e r ce n tag o f   1 f o r   ITU - R   P.  8 3 7 - 6   ( - 1 %).   T h e   I T U - R   m o d el  c o u ld   n o p r ed ic r ain f all  r ate s   ac c u r ately   at   t h ese   th r ee   lo ca tio n s   wh ich   was   in d icate d   b y   lar g R MSE   as sh o wn   in   T ab le  3 .       T ab le  2 .   E r r o r   p er ce n ta g ( i )   b etwe en   m ea s u r em en t a n d   m o d el  r es u lts   f o r   0 . 0 1 % o f   tim e x ce ed ed   P r e d i c t i o n   m e t h o d   Er r o r   p e r c e n t a g e   ( i )   K o t o t a b a n g   S i c i n c i n   P a d a n g   P o n t i a n a k   B a n d u n g   D e f a u l t   I TU - R   P . 8 3 7 - 6   - 9 . 7 1   - 4 7 . 8 2   - 3 9 . 6 0   - 3 8 . 3 6   - 0 . 7 1   I TU - R + TR M M   3 A 2 5 + 3 B 4 3   - 2 . 9 2   - 4 2 . 0 8   - 2 2 . 9 9   - 3 5 . 1 5   1 1 . 3 9   I TU - R + TR M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3   - 4 5 . 2 8   - 6 4 . 0 8   - 5 0 . 5 2   - 5 7 . 4 5   - 3 2 . 2 4   I TU - R + G S M a P   - 2 3 . 6 9   - 5 4 . 3 2   - 3 4 . 0 1   - 4 8 . 6 5   - 1 4 . 5 8   I TU - R + G P M   - 2 2 . 1 5   - 4 9 . 8 0   - 3 8 . 9 2   - 4 6 . 4 9   - 1 0 . 8 5   I TU - R   P . 8 3 7 - 7   - 1 1 . 5 7   - 3 8 . 8 3   - 2 7 . 3 9   - 3 8 . 2 3   - 3 . 9 6       T h ac cu r ac y   o f   I T U - R   P.8 3 7 - 6   m o d el  was   v er y   g o o d   f o r   B an d u n g   as  s h o wn   in   Fi g u r e   1   ( e )     an d   Fig u r e   2   ( e) .   T h er r o r   p e r ce n tag o f   I T U - R   P.8 3 7 - wa s   ab o u - 1 f o r   0 . 0 0 1 to   1 o f   tim e x ce ed ed .   Mo d if icatio n   o f   I T U - P. 8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 A2 5 + 3 B 4 3 ,   GSMa P,   an d   GPM  also   s h o w ed   good  p er f o r m an ce .   T h I T U - R   P.8 3 7 - 7   o v er esti m ate d   th one - m i n u te  r ain f all  r ate s   wh en   tim ex ce ed ed   at  0 . 0 0 1 % ,   with   th er r o r   p er ce n tag o f   4 1 . 0 2 %.  Fo r   lar g er   p er ce n tag o f   tim e,   I T U - P. 837 - 7   m o d el   u n d er esti m ate d   r ain f all  r ate s   with   th s m allest  er r o r   p e r ce n tag e   o f   - 3 . 9 6 %   at  0 . 0 1 o f   tim e x ce ed ed .   T h R MSE   s h o w ed     th s u p er io r ity   o f   th e   d ef au lt  I T U - R P.8 3 7 - 6   f o llo wed   b y   th I T U - R +3 A2 5 +3 B 4 3   as sh o wn   in   T ab l 3 .       T ab le  3 .   R o o t m ea n   s q u ar e   er r o r   ( R MSE )   b etwe en   m ea s u r e m en t a n d   m o d el  r esu lts     fo r   0 . 0 0 1 % to   5 % o f   tim e x c ee d ed   P r e d i c t i o n   m e t h o d   RM S E      K o t o t a b a n g   S i c i n c i n   P a d a n g   P o n t i a n a k   B a n d u n g   D e f a u l t   I TU - R   P . 8 3 7 - 6   6 . 3 7   6 7 . 0 5   4 9 . 6 2   5 2 . 5 9   2 . 0 4   3 5 . 5 3   I TU - R + TR M M   3 A 2 5 + 3 B 4 3   1 . 6 8   5 9 . 7 7   3 1 . 8 9   4 8 . 4 1   8 . 0 8   2 9 . 9 7   I TU - R + TR M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3   3 2 . 9 0   8 7 . 6 8   6 0 . 7 0   7 7 . 1 7   2 3 . 7 7   5 6 . 4 5   I TU - R + G S M a P   1 7 . 4 1   7 5 . 7 0   4 3 . 9 5   6 6 . 0 6   1 1 . 7 3   4 2 . 9 7   I TU - R + G P M   1 6 . 1 1   6 9 . 7 2   4 8 . 9 5   6 3 . 1 9   8 . 8 6   4 1 . 3 7   I TU - R   P . 8 3 7 - 7   1 4 . 3 5   5 0 . 5 7   4 0 . 0 7   4 7 . 6 9   1 4 . 0 7   3 3 . 3 5       Alth o u g h   I T U - R   P.8 3 7 - 7   p e r f o r m ed   wo r s th an   I T U - R   P.8 3 7 - 6   in   Ko to tab a n g   an d   B an d u n g ,     R MSE   o f   I T U - R   P.  8 3 7 - w as  s m aller   th an   I T U - R   P.8 3 7 - 6   as  s h o wn   in   T ab le  3 .   T h e r ef o r e ,   in   g en er al,     ITU - R   P.8 3 7 - e x h ib ited   s lig h tly   b etter   p er f o r m an ce   th a n   th e   d ef a u lt  I T U - R   P. 8 3 7 - 6 ,   co n s is ten with     p r e v i o u s   s tu d y   in   I r elan d   [ 1 4 ] .   Ho wev er ,   th e   I T U - R +3 A2 5 +3 B 4 3   ex h i b ited   b etter   p er f o r m an ce   th an     ITU - R   P.8 3 7 - 7   an d   d e f au lt  I T U - R   P.  8 3 7 - 6 .   Am o n g   th f iv test   s ites ,   th d ef au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   an d     ITU -   R +3 A2 5 +3 B 4 3   c o u ld   p r ed ict  o n e - m in u te  r ain f all  r ate s   at  two   lo ca tio n s   ac cu r ately ,   wh ich   was   in d icate d   b y   v er y   s m all  R MSE   v alu es   ( 1 0 ) ,   w h er ea s   th R MSE   v alu es   o f   I T U - R   P.8 3 7 - wer e   m o r th an   1 0   f o r     all  lo ca tio n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         I n tern a tio n a Teleco mmu n ic a t io n   Un io n - R a d io co mmu n ica ti o n   S ec to r   P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7 …  ( Ma r z u ki )   2297       ( a)   ( b )           ( c)   ( d )           ( e)       Fig u r 2 .   Per ce n ta g o f   er r o r s   b etwe en   m ea s u r em en t a n d   m o d el  r esu lts   f o r   e ac h   p er ce n ta g e   o f   tim ex ce e d ed       3 . 2 .   Sp a t ia dis t ributio n o f   o ne - m inu t ra infa ll r a t es   F i g u r e   3   s h o w s   t h e   d i s t r i b u ti o n   o f   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e s   f o r   0 . 0 0 1 %   a n d   0 . 0 1 %   o f   t i m e   e x c e e d e d .   F o r   t h e   p e r c e n t a g e   o f   0 . 0 0 1 % ,   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r at e s   e s t i m at e d   b y   t h e   ITU - R   P . 8 3 7 - 6   a s   s h o w n   i n     Fig u r e   3   ( a )   a n d   m o d i f ie d   v e r s i o n   o f   I T U - R   P . 3 3 7   - 6   u s i n g   T R MM   3 B 4 2   3 B 4 3   as   s h o w n   i n   Fi g u r e   3   ( b ) ,   3 A 2 5   +   3 B 4 3   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   3   ( c ) ,   G S M a P   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3   ( d )   a n d   G P M   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   3   ( e )   d a t a   w e r e   s m a ll e r   t h a n   t h a t   e s t i m a t e d   b y   t h e   I T U - R   P . 8 3 7 - a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   3   ( f) ,   c o n s i s te n t   w ith     F i g u r e   1 .   T h i s   w as   o b s e r v e d   i n   al l   I n d o n e s i a n   r e g i o n s   esp e c i a l l y   o v e r   P ac i f i a n d   I n d i a n   O c ea n   s e c t o r s .     T h e   h i g h e s t   v a l u e   o f   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e   f r o m   t h e   I T U - R   P . 8 3 7 - 7   ( F i g u r e   3   ( f ) was   2 9 2   m m / h   w h i l e     t h e   h i g h e s t v a l u e s   o b t a i n e d   b y   t h e   I T U - R   P .   8 3 7 - 6   a s   s h o w n   in   Fig u r e   3   ( a ) ,   m o d i f i e d   v e r s i o n   o f   I T U - R   P . 3 37 - u s i n g   T R M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3   d ata   a s s h o w n   i n   Fi g u r e   3   ( b ) ,   3 A 2 5 + 3 B 4 3   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   3   ( c ) ,   GS M aP   as  s h o w n   i n   Fig u r e   3   ( d )   a n d   G PM   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   3   ( e )   w er e   1 6 6 ,   1 5 9 ,   1 8 7 ,   1 8 7 ,   a n d   1 6 5   m m / h ,   r e s p e c t i v el y .   M o d i f i e d   I T U - R   P . 8 3 7 - 6   u s i n g   T R M M   3 B 4 2   +   3 B 4 3   p r o d u c e d   t h e   s m a ll e s t   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e .   T h s p atial  d is tr ib u tio n   o f   o n e - m in u te  r ain f all  r ate  f o r   0 . 0 1 o f   tim ex ce e d ed   s h o we d   d if f er e n p atter n   f r o m   th at  o b s er v ed   at  t im p er ce n tag e   o f   0 . 0 0 1 %.  I T U - R   P.8 3 7 - 7   as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( l)   an d   I T U - P. 837 - 6   as  s h o wn   i n   Fig u r e   3   ( g )   p r o v i d ed   m ax i m u m   v alu es  o f   o n e - m in u te  r ai n f al r ates,  at  1 3 0   an d     1 1 1   m m /h ,   r esp ec tiv ely .   I n   ad d itio n ,   th e   m o d if ied   I T U - R   P. 8 3 7 - 6   u s in g   3 A2 5 +3 B 4 3   as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( i) ,   GSMa as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( j) ,   an d   GPM  as  s h o wn   in   F ig u r 3   ( k )   p r o v i d ed   m ax im u m   r ain f all  r ates  o f   1 3 2 ,   1 3 2   an d   1 1 0   m m /h ,   co r r esp o n d in g ly .   T h m o d if ied   I T U - P.8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 B 4 2   3 B 4 3   as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( h )   also   g a v th s m allest  o n e - m in u te  r ain f all  r ate  at  th tim p er ce n tag o f   0 . 0 0 1 %.  Alth o u g h     th m ax im u m   r a in f all  r ate   f r o m   I T U - R   P.8 3 7 - 7   as  s h o wn   i n   Fig u r e   3   ( l) ,   3 A2 5 +3 B 4 3   as   s h o wn   i n   Fig u r e   3   ( i) ,   an d   GSMa as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( j)   wer e   alm o s s i m ilar ,   th e   s p atial  d is tr ib u tio n   o f   r ain f all   r ate   was   d if f er en t.  T R MM   3 A2 5 +3 B 4 3   as  s h o wn   in   Fig u r e   3   ( i ) ,   GSMa as  s h o wn   in   Fig u r e   3 ( j) ,   an d   GPM  p r o v id ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 2 9 2   -   2303   2298   th h ig h est  r ai n f all  r ate  i n   c o astal  ar ea s ,   wh ich   wer c o n s is ten with   th p atter n   d e m o n s tr ated   b y   r ec e n s atellite  p r ec ip itatio n   m ea s u r em en ts   [ 1 9 ] .   Ho wev e r ,   th h ig h - r ain f all  r ate  ar ea   o f   I T U - R   P.8 3 7 - was  b r o ad e r   o v er   th I n d ian   an d   Pacif ic   Oce an s ,   in   ad d itio n   to   co a s tal  ar ea ,   wh ile  I T U - R   P.8 3 7 - 6   d id   n o ex h ib it     th h ig h est r ain f all  r ate  ar o u n d   co astal a r ea s .           Fig u r 3 .   Dis tr ib u tio n   o f   r ain   r ate  f o r   tim p e r ce n tag o f   0 . 0 0 1 % ( lef t)   an d   0 . 0 1 % ( r ig h t )   esti m ated     b y   th d ef au lt I T U - R   P.8 3 7 - 6 ,   m o d if ied   I TU - R   P.8 3 7 - 6 ,   an d   I T U - R   P.8 3 7 - 7       F o r   0 . 1 a n d   1 %   o f   t i m e   e x c e e d e d ,   t h e   m o d i f i e d   I T U R   P . 8 3 7 - 6   u s i n g   3 A 2 5 + 3 B 4 3 ,   a n d   G S M a P   g a v e   l a r g e r   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e s   t h a n   t h e   o t h e r s   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   4 ,   c o n s i s t e n t   w i t h   F i g u r e   1 .   F o r   0 . 1 %   o f   t i m e   e x c e e d e d ,   t h e   m a x i m u m   v a l u e s   o f   r a i n f a l l   r a t e   o b t a i n e d   b y   I T U - R   P . 8 3 7 - 6   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( a) ,   m o d i f i e d     ITU - R   P . 837 - 6   u s i n g   T R M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( b ) ,   3 A 2 5 + 3 B 4 3   a s   s h o n w   i n   F i g u r e   4   ( c ) ,   G S M a P   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( d ) ,   G P M   a s   s h o w   i n   F i g u r e   4   ( e) ,   a n d   I T U - R   P . 8 3 7 - 7   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( f)   w e r e   5 7 ,   5 2 ,   7 8 ,   7 8 ,   5 7   a n d   4 9   m m / h ,   r e s p e c t i v e l y .   F u r t h e r m o r e ,   f o r   1 %   o f   t i m e   e x c e e d e d ,   t h e   m a x i m u m   r a i n f a l l   r a t e s   o b t a i n e d   b y   I T U - R   P . 8 3 7 - 6   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( g) ,   m o d i f i e d   I T U - R   P . 8 3 7 - 6   u s i n g   T R M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3   a s   s h o n   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         I n tern a tio n a Teleco mmu n ic a t io n   Un io n - R a d io co mmu n ica ti o n   S ec to r   P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7 …  ( Ma r z u ki )   2299   F i g u r e   4   ( h ) ,   3 A 2 5 + 3 B 4 3   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( i ) ,   G S M a P   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( j ) ,   G P M   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4   ( k )   a n d   I T U - R   P .   8 3 7 - 7   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   4   ( l )   w e r e   1 0 ,   1 1 ,   2 3 ,   2 5 ,   1 2   a n d   1 2 ,   r e s p e c t i v e l y .   T h e r e f o r e ,   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e   f r o m   I T U - R   P . 8 3 7 - was   s l i g h t l y   l a r g e r   t h a n   t h a t   o f   I T U - R   P .   8 3 7 - 6 ,   a s   f o u n d   i n   m a i n l a n d   C h i n a   [ 26]   a n d   I n d i a   [ 2 7 ] ,   c o n s i s t e n t   w i t h   F i g u r e   1 ,   b u t   i t   was   s m a l l e r   t h a n   t h a t   o b t a i n e d   b y   T R M M   3 A 2 5 + 3 B 4 3 .   R e g i o n a l   v a r i a t i o n s   i n   r a i n f a l l   w e r e   m o r e   c l e a r l y   s e e n   f r o m   I T U - R   P . 8 3 7 - 7   t h a n   I T U - R   P . 8 3 7 - 6 ,   w h i c h   w a s   d u e   t o   t h e   s m a l l e r   r e s o l u t i o n   o f   I T U - R   P .   8 3 7 - 7 ’s   i n p u t .   B e t t e r   r e s o l u t i o n s   o f   T R M M   3 B 4 2 + 3 B 4 3 ,   3 A 2 5 + 3 B 4 3 ,   G S M a P a n d   G P M   a l s o   r e s u l t ed   i n   m o r e   o b v i o u s   r e g i o n a l   v a r i a t i o n   o f   r a i n f a l l   r a t e ,   t h a n   t h a t   o f   d e f a u l t   I T U - R   P 8 3 7 - 6 .   C a l c u l a t i o n   o f   o n e - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e   f r o m   I T U - R   P . 8 3 7 - 7 ,   w h i c h   i n v o l v e d   t e m p e r a t u r e   v a l u e s ,   p r o d u c e d   a   b r o a d e r   h i g h - r a i n f a l l   i n t e n s i t y   a r e a   o v e r   t w o   w a r m   o c e a n s   n a m e l y   I n d i a n   a n d   P a c i f i c   O c e a n s   i n   a d d i t i o n   t o   b e i n g   a r o u n d   t h e   c o a s t a l   a r e a .   I n   t e r m s   o f   s i m i l a r i t y   o f   t h e   one - m i n u t e   r a i n f a l l   r a t e   d i s t r i b u t i o n s   w i t h   t h e   p a t t e r n   d e m o n s t r a t e d   b y   r e c e n t   s a t e l l i t e   p r e c i p i t a t i o n   m e a s u r e m e n t s ,   t h e   m o d i f i e d   I T U - R   P . 8 3 7 - 6   u s i n g   T R M M   3 A 2 5 + 3 B 4 3   g a v e   t h e   b e s t   r e s u l t s .   I n   a d d i t i o n ,   ITU - R + 3 A 2 5 + 3 B 4 3   a l s o   h a d   t h e   s m a l l e s t   R M S E   v a l u e ,   w h e n   i t   w a s   c o m p a r e d   t o   o b s e r v a t i o n   d a t a   a s   s h o w n   i n   Fig u r e   3 .           Fig u r 4 .   Dis tr ib u tio n   o f   r ain   r ate  f o r   tim p e r ce n tag o f   0 . 1 % ( lef t)   an d   1 % ( r ig h t)   esti m ated     b y   th d ef au lt I T U - R   P.8 3 7 - 6 ,   m o d if ied   I T U - R   P.8 3 7 - 6 ,   an d   I T U - R   P.8 3 7 - 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l Vo l.  18 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 0 :    2 2 9 2   -   2303   2300   4.   CO NCLU SI O N   I n   g en er al,   I T U - R   P.8 3 7 - 7   s h o w ed   a   s lig h tly   b etter   p e r f o r m an ce   th a n   th e   d e f au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   in   esti m atin g   o n e - m in u te  r ain f all  r ate s   in   I n d o n esia ,   wh ich   was   in d icate d   b y   s m aller   av er ag r o o m ea n   s q u ar e   er r o r .   Am o n g   f iv test   s ites ,   th I T U - R   m o d els  s h o wed   g o o d   p e r f o r m an ce   at  two   lo ca tio n s ,   n am el y   Ko to tab an g   an d   B an d u n g .   Fro m   th ese  two   lo ca tio n s ,   o n e - m i n u te  r ain f all  r ate  r etr iev e d   b y   I T U - R   P.8 3 7 - was   v er y   s im ilar   to   th o b s er v atio n   d ata.   T h e   er r o r   p er ce n tag o f   I T U - R   P.8 3 7 - was   s m aller   at  lar g ( 1 %)  an d   s m all  ( 0 . 0 0 1 %)  p er ce n ta g es  o f   tim ex ce ed ed ,   at  wh ich   th is   m o d el  p r o d u ce d   lar g er   o n e - m in u te  r ain f all  r ate   th an   th o b s er v atio n   d ata.   Alth o u g h   th er r o r   p er ce n tag o f   I T U - R   P.8 3 7 - 7   at  s o m lo ca tio n s   was   lar g er   th an   th at  o f   I T U - R   P.  8 3 7 - 6 ,   th s p atial  d is tr ib u tio n   o f   r ain f all  p r o d u ce d   b y   th is   m o d el  was   clo s er   to   th p atter n   d em o n s tr ated   b y   r ec e n s atell ite  p r ec ip itatio n   m ea s u r em en t s,   in   wh ich   s ig n if ican am o u n ts   o f   p r ec ip itatio n   co n ce n tr ate d   i n   th co astal  r eg io n   o f   I n d o n esia.  Ho wev er ,   ca lcu latio n   o f   o n e - m in u te  r ain f a ll  r ate  f r o m   I T U - P.8 3 7 - 7 ,   wh ich   u s e d   tem p e r a tu r v alu es ,   p r o d u ce d   b r o a d er   h ig h - r ain f all  in ten s ity   ar e a,   o v er   two   war m   o ce an s   n am ely   I n d ian   an d   P ac if ic  Oce an s ,   in   ad d itio n   to   b ein g   ar o u n d   th co astal  ar ea .   Mo d if icatio n   o f     ITU - R   P.8 3 7 - 6   u s in g   th e   T R MM   3 A2 5   a n d   3 B 4 3   d ata,   p r o v id e d   o n e - m in u te   r ain f all   r ate s ,   wh ich   co u l d   co m p ete  with   th o s d er iv ed   f r o m   th d e f au lt  I T U - R   P.8 3 7 - 6   an d   I T U - R   P.8 3 7 - 7 .   I n   ter m s   o f   th s im ilar ity   o f   one - m in u te  r ain f all  r ate  d is tr ib u tio n   with   t h p atter n   d em o n s tr ated   b y   r ec en s atellite  p r ec ip itatio n   m ea s u r em en t s ,   th m o d if ie d   I T U - R   P.8 3 7 - 6   u s in g   T R MM   3 A2 5 +3 B 4 3   g a v e   th b est  r e s u lts .   Fu r th er m o r e,   T R MM   3 A2 5 +3 B 4 3   also   h ad   th s m allest  R M SE  v alu wh en   it  was   co m p ar ed   with   o b s er v atio n   d ata.   Fin ally ,     th r esu lts   o f   th is   s tu d y   in d ica te d   th at  th I T U - R   m o d e c o u l d   n o ac cu r ately   p r e d ict  o n e - m in u te  r ain f all  r ate s   at  all  lo ca tio n s .   T h er ef o r e,   m o r ef f o r ts   wo u ld   h a v to   b e   d e v o ted   to   im p r o v th is   m o d el.         ACK NO WL E DG E M E NT S   T h p r esen s tu d y   was  s u p p o r ted   b y   t h 2 0 1 9   B asic  R esear ch   Gr an ts   f r o m   th Min is tr y   o f   R esear ch ,   T ec h n o lo g y   an d   Hig h e r   E d u ca tio n   ( C o n tr ac n o T /3 /UN. 1 6 . 1 7 /PT. 0 1 . 0 3 /PD - Keb en ca n aa n / 2 0 1 9 ) .     T h o b s er v atio n   o f   th e   OR an d   Par s iv el  was  also   s u p p o r ted   b y   R I SH,  Ky o to   Un iv er s ity .   Par s iv el   o b s er v atio n   at  Po n tian ak   was  s u p p o r ted   b y   Natio n al   I n s titu te  o f   Aer o n au tics   an d   Sp ac e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   I TU  Ra d io c o m m u n ica ti o n   S e c to r   Re c .   ITU - P . 8 3 7 - 6,   " C h a ra c teristics   o p re c ip it a ti o n   fo p r o p a g a ti o n   m o d e ll i n g , "   G e n e v a   (S witze rla n d ):  ITU,   2 0 1 2 .   [2 ]   A.  M a n h a l ,   e a l. ,   " M e th o d o l o g y   fo r   P re c ise   Esti m a ti o n   o R a in   Atten u a ti o n   o n   Terre strial  M il li m e tre  Wav e   Li n k s   fro m   Ra in d r o p   S ize   D istri b u ti o n   M e a su re m e n ts ,   T EL KO M NIKA   T e lec o mm u n ica ti o n   Co m p u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l ,   v o l.   17 n o .   5 p p .   2 1 3 9 - 2 1 4 6 ,   2 0 1 9 .   [3 ]   P.  Tattelm a n   a n d   K.   G .   S c h a rr ,   " M o d e fo r   Esti m a ti n g   On e - M in u te  Ra i n fa ll   Ra tes , "   J o u r n a l   o f   Ap p li e d   M e teo ro l o g y   a n d   Cli ma to l o g y v o l.   22 ,   p p .   1 5 7 5 - 1 5 8 0 ,   1 9 8 3 .   [4 ]   L.  Emili a n i e a l. ,   " A n a ly sis  a n d   P a ra m e teriz a ti o n   o M e th o d o l o g ies   fo th e   Co n v e rsi o n   o Ra in   R a te  Cu m u lativ e   Distrib u ti o n fr o m   Va rio u In teg ra ti o n   Ti m e to   On e   M in u te , "   IE EE   An ten n a a n d   Pr o p a g a ti o n   M a g a zi n e ,   v o l.   5 pp.   70 - 84 2 0 0 9 .     [5 ]   C.   Ca p so n i   a n d   L .   Lu in i,   " P h y sic a ll y   Ba se d   M e th o d   fo th e   Co n v e rsio n   o f   R a in fa ll   S tatisti c fro m   L o n g   to   S h o r t   I n teg ra ti o n   T ime , "   I EE E   T ra n sa c t io n o n   An te n n a s   a n d   Pr o p a g a ti o n ,   v o l.   57 ,   p p .   3 6 9 2 - 3 6 9 6 ,   2 0 0 9 .   [ 6 ]   R .   K .   C r a n e ,   " P r e d i c t i o n   o f   A t t e n u a t i o n   b y   R a i n , "   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 9 ,   p p .   1717 - 1 7 3 3 ,   1 9 8 0 .   [ 7 ]   F .   M o u p f o u m a   a n d   M a r t i n ,   " M o d e l l i n g   o f   t h e   R a i n fa l l   Ra t e   C u m u l a t i v e   D is t r i b u t i o n   f o r   t h e   D e s i g n   o f   S a t e l l i t e   a n d   T e r r e s t r i a l   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S a t e l l i t e   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 3 ,   p p .   105 - 1 1 5 ,   1 9 9 5 .   [8 ]     ITU  Ra d io c o m m u n ica ti o n   S e c to r   Re c .   ITU - P . 8 3 7 - 7 ,   " Ch a ra c teristics   o p re c ip i tatio n   fo r   p r o p a g a t io n   m o d e li n g , "   G e n e v a   (S witze rlan d ):  ITU,   2 0 17 .   [9 ]   T.   V.  Om o to sh o   a n d   C .   O.   Olu wa fe m i,   " On e - m in u te  R a in   R a te  D istri b u ti o n   i n   Nig e ria  D e riv e d   fro m   TRM M   S a telli te  D a ta , "   J o u r n a l   o f   At mo s p h e ric   a n d   S o la r - T e rr e stria P h y sic s ,   v o l .   71 ,   p p .   6 2 5 - 6 3 3 ,   2 0 0 9 .     [1 0 ]   M .   A.  N.  Az lan ,   e a l. ,   " 1 - M i n u te  In teg ra ted   Ra in   Ra te   S tatisti c Esti m a ted   fro m   Tro p ica Ra in fa ll   M e a su rin g   M issio n   Da ta , "   IEE E   An te n n a s a n d   W ire les s P ro p a g a ti o n   L e tt e rs ,   p p .   1 3 2 - 1 3 5 ,   2 0 1 3 .     [1 1 ]   L.   M e y la n i,   " Util iza ti o n   o Tro p i c a Ra in fa ll   M e a su rin g   M issio n   S a telli te  Da ta  a ITU - R   M o d e I n p u t o   Esti m a te   Ra in fa ll   Ra te i n   I n d o n e sia , "   Ba c h e lo r th e sis 2 0 1 7 .   [1 2 ]   R.   Ok tav ian a n d   M a rz u k i ,   " Es ti m a ti o n   o Ra i n fa ll   Ra te  Cu m u lativ e   Distrib u ti o n   i n   In d o n e sia   Us in g   G lo b a l   S a telli te M a p p in g   o f   P re c ip it a ti o n   Da ta " ,   Kn En g in e e rin g pp.   2 5 9 - 2 6 5 ,   20 19 .   [1 3 ]   M a rz u k i,   e a l. ,   " O n e - M in u te  Ra in   Ra te  Distrib u ti o n   i n   In d o n e sia   De riv e d   fro m   TRM M ,   G P M ,   a n d   G S M AP  Da ta , "   Pro c e e d in g Pro g re ss   in   El e c tro ma g n e ti c s R e se a rc h   S y mp o si u m ,   p p .   2 1 3 4 - 2 1 3 8 ,   2 0 1 8 .     [1 4 ]   L.  Lu i n i,   e a l . ,   " Ra i n fa ll   Ra te  P r e d ictio n   fo P ro p a g a ti o n   A p p li c a t io n s:  M o d e P e rfo rm a n c e   a R e g i o n a L e v e o v e r   Ire lan d , "   IEE T ra n s a c ti o n s o n   A n ten n a s a n d   Pro p a g a ti o n v o l.   65 ,   p p .   6 1 8 5 - 6 1 8 9 ,   2 0 1 7 .     [1 5 ]   S .   M o ri,   e a l . ,   " Di u rn a l   Lan d se a   Ra in fa ll   P e a k   M ig ra ti o n   o v e S u m a tera   Isla n d ,   I n d o n e sia n   M a rit ime     Co n ti n e n t,   O b se rv e d   b y   TRM M   S a telli te  a n d   I n ten si v e   Ra win so n d e   S o u n d i n g s , "   M o n t h ly  W e a th e Rev iew,    v o l.   1 3 2 ,   p p .   2 0 2 1 - 2 0 3 9 ,   2 0 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         I n tern a tio n a Teleco mmu n ic a t io n   Un io n - R a d io co mmu n ica ti o n   S ec to r   P . 8 3 7 - 6   a n d   P . 8 3 7 - 7 …  ( Ma r z u ki )   2301   [1 6 ]   M a rz u k i,   e a l. ,   " Cu m u lativ e   Dist rib u ti o n o Ra in fa ll   Ra te  o v e S u m a tra , "   Pro g re ss   in   El e c tro m a g n e ti c Res e a rc h   M v o l.     49 ,   p p .   1 - 8 ,   2 0 1 6 .   [1 7 ]   M a rz u k i,   e a l. ,   " Clo u d   E p iso d e   P ro p a g a ti o n   o v e t h e   In d o n e sia n   M a rit ime   Co n ti n e n fro m   1 0   y e a rs  o I n fra re Brig h t n e ss   Tem p e ra tu re   O b se rv a t io n s , "   At m o sp h e ric   Res e a rc h ,   v o l s.  1 2 0 - 1 2 1 ,   p p .   2 6 8 - 2 8 6 ,   2 0 1 3 .   [1 8 ]   M a rz u k i,   e a l. ,   " Cl o u d   S tatisti c s   o v e t h e   In d o n e sia n   M a rit ime   Co n ti n e n d u ri n g   th e   F irst   a n d   t h e   S e c o n d   C P EA   Ca m p a ig n s , "   At mo sp h e ric   Res e a rc h ,   v o l.   1 8 9 ,   p p .   99 - 1 1 0 ,   2 0 1 7 .   [1 9 ]   S.  Og in o ,   e t   a l. ,   " Ho w   M u c h   is  t h e   P re c ip it a t io n   Am o u n t   o v e t h e   Tro p ica C o a sta Re g io n ? , "   J o u rn a l   o f   Cli m a te v o l.   29 ,   p p .   1 2 3 1 - 1 2 3 6 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   G .   Hu ffm a n ,   e a l. ,   " Th e   TRM M   M u lt i - sa telli te  P re c ip i tatio n   An a l y sis:  Qu a si - g lo b a l,   M u lt i - y e a r,   C o m b in e d - se n so r   P re c ip it a ti o n   E stim a tes   a F i n e   S c a le , "   J o u rn a o Hy d r o me teo r v o l .   8 ,   p p .   38 - 55 ,   2 0 0 7   [2 1 ]   K.  Om o to s h o ,   e t   a l. " T h e   G lo b a l   S a telli te   M a p p in g   o f   P re c ip it a ti o n   (G S M a P P ro jec t , "   2 5 t h   IGAR S S   Pr o c e e d in g s p p .   3 4 1 4 - 3 4 1 6 ,   2 0 0 5 .   [2 2 ]   G .   S .   Ja c k so n ,   e a l. ,   " Th e   G lo b a l   P re c ip it a ti o n   M e a su re m e n (G P M M issio n   fo S c ien c e   a n d   S o c i e ty , "   B u ll e ti n   o f   th e   Ame ric a n   M e teo ro l o g ic a S o c iety ,   v o l .   9 8 ,   p p .   1 6 7 9 - 1 6 9 5 ,   2 0 1 7 .   [2 3 ]   M.  M a rz u k i,   e t   a l. ,   " Re g io n a V a riab il it y   o R a i n d r o p   S ize   D istr ib u ti o n   o v e In d o n e sia , "   A n n a les   Ge o p h y sic a e   v o l.   31 ,   pp.   1 9 4 1 - 1 9 4 8 ,   2 0 1 3 .   [ 2 4 ]   M.   J u y ,   e t   a l . ,   " S a t e l l i t e   E a r t h   p a t h   a t t e n u a t i o n   a t   1 1   G H z   i n   I n d o n e s i a , "   E l e c t r o n i c s   L e t t e r s ,   v o l .   26 ,   p p .   1404 - 1406 1990 .   [2 5 ]   In tern a ti o n a Tele c o m m u n ica ti o n   Un io n .   IT U - DBS G 3   W e b site.  [o n li n e ].   Av a il a b le  a t h tt p : // sa ru m a n . e ste c . e sa . n l/   d b sg 3 /l o g i n . jsp .   [2 6 ]     L.   Li n ,   e a l,   " C o m p a ra ti v e   S t u d y   o n   Ra in fa ll   Ra te  Di g it a M a p   in   Ch i n a   Lan d   Are a , 2 0 1 8   1 2 t h   In ter n a ti o n a l   S y mp o si u m o n   A n ten n a s,  Pr o p a g a ti o n   a n d   E M   T h e o ry   (IS AP E) ,     p p .   1 - 4 2 0 1 8 .   [2 7 ]   H.  A.  Da f d a   a n d   G .   K.   M a ra d ia,   " n o v e M e th o d   fo r   E stim a ti o n   o R a i n fa ll   A tt e n u a ti o n   U s in g   C o a rse   R a in fa l l   D a ta an d   P ro p o sa o M o d ifi e d   IT U - R a in   M o d e f o In d ia , "   S A p p li e d   S c ien c e s ,   v o l.   1 ,   p p .   3 7 9 ,   2 0 1 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ma r z u k i   (c o rre sp o n d i n g   a u t h o r)   wa b o r n   i n   Ka m p a r,   In d o n e sia ,   i n   1 9 7 9 .   He   re c e iv e d   h is   M . S c . En g   a n d   Dr.   tec h n   i n   re m o te  se n sin g   f o r   a tmo sp h e re   o b se rv a ti o n ,   ra d a r   a n d   m icro wa v e   wa v e   p ro p a g a ti o n   in   2 0 0 5   a n d   2 0 1 1 ,   b o t h   fr o m   S h ima n e   Un i v e rsity ,   Ja p a n ,   a n d   Tec h n ica Un iv e rsity   o G ra z ,   A u stria,  re sp e c ti v e ly .     Cu rre n tl y ,   h e   is  with   th e   De p t.   o f   P h y sic s,   A n d a las   U n iv e rsit y ,   a a n   a ss o c iate   p r o fe ss o r.   His  re se a rc h   i n tere sts  in c l u d e   ra d a r   m e teo ro lo g y ,   a tmo s p h e ric  p h y sic s,  tro p ica m e teo ro lo g y   a n d   e lec tro m a g n e ti c   wa v e   p ro p a g a ti o n .           De a   K u r n ia   H a r y sa n d i   wa b o rn   in   Du r i,   In d o n e sia ,   in   1 9 9 7 .   He   re c e iv e d   h is  B. S c .   in   p h y sic s fr o m   An d a las   Un iv e rsity   in   2 0 1 9 .           Rin O k ta v i a n i   wa b o r n   in   Bu k it ti n g g i,   In d o n e sia ,   in   1 9 9 6 .   S h e   re c e iv e d   h e B. S c .   in   p h y sic s fro m   An d a las   Un iv e rsity   in   2 0 1 8 .     S h e   is wo rk in g   to wa rd M . S c .   d e g re e   in   P h y sic s   with   t h e   De p t.   o P h y sic s,  A n d a la s Un iv e rsity .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.