多源遥感降水评估及其在水文模拟中的应用

多源遥感降水产品为无资料或缺资料地区的水文过程模拟提供了新的高质量的数据来源.以美国爱荷华州Iowa-Cedar中型流域为例,基于地面雨量站降水数据CPC-U定量评估了5种多源遥感降水产品(NLDAS2、Stage IV、TMPARP、TMPART和IMERG)的精度,并结合分布式水文模型DRIVE(Dominant ...     

新型联合模型在多站点同步降水预报中的应用

为了对半干旱区降水进行高精度预报,提出了一种新型预报模型,模型主要由协整理论和支持向量机两部分构成;相对于传统的单一站点预报,通过协整理论建立多站点时空关系,并运用支持向量机获得非线性关系进行联合预报;并以青海省海东和果洛月降水量数据为例,通过平均绝对误差、标准化平均方差误和纳什系数三指标,得出,所提出的多站点同步预报模型,相对于传统单站点预报模型具有更为突出的预报效果。     

多源遥感数据及其融合技术在土壤墒情监测中的应用

多源遥感信息融合技术使得融合影像拥有更多的数据信息,更高的空间分辨率等优点。使融合影像数据在土壤墒情监测中作为数据源更具优势。以郑州市为研究区域,采用单窗算法,应用Landsat-ETM+和SPOT影像进行地表温度的反演。结合实测土壤墒情、气象等资料构建土壤墒情反演模型。研究表明:融合后的遥感数据反演土壤墒情的精度比未经融合的遥感数据高。     

HEC-HMS模型在四川省清溪河流域山洪预报中的应用

山洪灾害往往给山区人民生命财产、自然环境等造成了极大的损害,降低山洪灾害的有效途径之一是实现基于降雨径流模型的实时预报预警系统。选取四川省山洪易发流域-清溪河流域为研究区,通过GIS技术,结合流域DEM、土壤及土地利用数据提取流域信息,构建HEC-HMS降雨-径流模型进行流域山洪预报。根据降雨径流形成过程,分别采用SCS-CN曲线法、SCS单位线法、指数退水法和马斯京根法进行计算产流、坡面汇流、基流和河道汇流四个部分。选取6场洪水进行模型参数的率定,4场洪水进行模型验证。模拟结果表明:Nash效率系数均值为0.792,相关系数均值为0.84,峰现时差均在3 h以内,合格率为90%,该模型对清溪河山洪预报具有较好适应性,可为四川省中小河流域山洪预报提供借鉴和参考。     

多源信息融合在变压器故障诊断领域中的应用

在电力系统的运行过程中,变压器作为最关键的设备之一,维护其安全稳定运行具有重要的意义。由于变压器自身结构复杂,利用单一信息的传统故障诊断方法进行诊断具有一定的局限性。因此,将灰狼算法优化BP神经网络(GWO-BP)与证据理论通过信息融合技术进行有效结合,建立出一个多源化的故障诊断模型。以油中溶解气体数据为主,其他相应的试验数据为辅,进行综合诊断,确定故障的原因和类型,全面提高了模型的精度和可靠性。测试结果表明,该模型能有效进行变压器故障诊断,与传统方法相比提高了故障诊断的正确率,具有较高的理论意义和应用价值。     

山洪灾害调查评价技术在无资料小流域洪水预警中的应用

山洪灾害分析评价技术解决了中小河流水文监测系统建设项目新建水位(水文)站无资料的小流域预警方案编制问题.本文以新建的黟县水位站为例,分析了流域暴雨洪水特性、推算了设计暴雨洪水,对控制河段的水位-流量关系、中心城区防洪标准进行了分析,推求了预警临界雨量,为城区防洪提供预警信息.     

多传感器信息融合及其在农业中的应用

多传感器信息融合在现代军事C3I(指挥、控制、通信与情报)系统中,以及许多民事领域得到了广泛应用。为此,在对多传感器信息融合技术进行综述的基础上,介绍了此技术在民事各领域中的研究应用进展,并进一步论述了信息融合技术在推进新的农业科技革命、对“精细农业”技术的发展中的广阔应用前景和深远意义。     

配料法在县局基层暴雨预报业务中的应用

随着数值预报的发展,在暴雨预报中,预报员不仅能获得传统地面、高空观测资料和卫星、雷达等遥感资料,还能获取确定性高时间及空间分辨率的单模式数值预报产品和集合预报产品。在有效数值模式预报基础上,我国现阶段短期天气预报思路需要改进。从天气型预报方法改变成以模式释用为主的预报。本文主要介绍了在基层暴雨预报业务中经常使用的配料法,现以四川省暴雨个例进行分析阐述。     

基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析

高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波（EnKF）融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP&...     

基于小波分析的ARMA-GARCH模型在降水预报中的应用

利用小波分析方法对通榆地区1955-1999年降水资料进行分解与单支重构,得到低频序列和高频序列;对得到的子序列依据是否具有自回归条件异方差(ARCH)效应,建立自回归移动平均(ARMA)模型或者ARMA-GARCH模型.然后将上述各子序列所建模型进行线性叠加,得到年降水量的基于小波分析的ARMA-GARCH模型(w-...     

降水的随机模拟及其在灌溉中的应用

本文研究了一个由简单的产生逐日降水的方法用在水量平衡方程中确定作物的灌溉量和灌溉时间的模拟模型。该降水模型用月平均的气象资料产生逐日降水,并且在水量平衡模型中将蒸发蒸腾量值进行了随机化处理。对陕西省的扶风县和大荔县分别进行了23年和29年的冬小麦和夏玉米的灌溉模拟。利用模拟结果分析了灌水量和最可能产生缺水的时间。此方法可用于半干旱地区在各种降水情况下的灌溉模拟。     

暴雨衰减指数在中小流域雨型设计中的运用探讨

求得设计雨量后,还需拟定设计暴雨时程分配过程,简称“雨型”设计,现今通常采用典型暴雨过程同频率放大而得.鉴于实测典型雨型偶然性较大,通过引入暴雨衰减指数(np)这个量化指标来进行雨型设计.并根据浙江省中小流域特点,分析时段为1h、3h、6h的暴雨衰减指数、区间暴雨衰减指数来提高雨型设计的计算精度,并应用于工程实际.     

管井降水在楼房深基坑降水中的应用

管井降水是目前采用较多的降水方法,通过工程实例介绍在深基坑工程中管井降水技术的设计、计算方法、施工及降水效果.通过降水井的计算,确定降水井井深、井距、总排水量、单井排水量和井数.指出管井降水对用于以潜水为主、地层渗透性比较好、上层滞水不丰富的基坑,降水效果较好.     

多源观测在水文数据同化中的应用

为理解观测信息对水文数据同化性能的作用,建立了基于分布式水文模型SWAT的集合卡尔曼滤波(EnKF)算法,通过虚拟实验讨论径流、土壤水、地下水位等观测的影响。研究结果表明:当以流域出口点的径流为唯一观测时,可以较为准确地估计径流和参数CN_2,但对深层土壤水估计效果有限;浅层含水量观测可以用于估计暴雨径流,但模拟垂向水分运动时会产生偏差,不能改善整个径流过程估计;由于地下水位的变化可以在一定程度上反映土壤的垂向运动信息,补充地下水位观测可以提高土壤水的估计效果。因此,采用多源观测能更为精确地模拟径流和土壤水分状态,可以考虑使用成本低、易获取的地下水观测来反映深层土壤水的变化情况。     

多源降水产品在不同气候带的水文模拟评估

以NOAA-CPC-US降水产品作为参照,选取美国不同气候带的8个流域,通过对比分析,评估了卫星降水PERSIANN和GPM-IMERG、雷达降水StageIV以及第5代ECMWF大气再分析全球气候数据ERA5等降水产品的精度,继而以5种降水数据驱动分布式水文模型(CREST),评估了它们在径流模拟中的效用.结果表明:雷达降水StageIV在8个不同气候带中的降水估算精度最好,其次是卫星降水GPM-IMERG和PERSIANN,气候模式降水ERA5.在径流模拟中,Stage IV和NOAA-CPC-US在不同气候带的流域都表现较好,能够满足不同气候带流域水文模拟需求.降水GPM-IMERG和PERSIANN的径流模拟能力在不同气候带并不一致,稳定性不高,地处低纬度的气候带好于高纬度气候带;且总体上降水GPM-IMERG优于PERSIANN,这2种降水产品在水文模拟使用时还需进一步验证;ERA5的水文模拟效果不理想,尚不能支撑不同气候带小流域的水文模拟.     

中子仪的标定及其在小流域土壤水分监测中的应用

中子仪是目前广泛用于土壤水分动态监测的重要仪器。中子水分仪的优点是方便、快速、不扰动土壤, 可在同一地点进行多次测量, 测量水分的范围宽, 不受滞后影响, 还可与自动记录系统和计算机连接,但率定工作曲线确定具有一定的难度, 深度分辩不够准确,对表层土壤水分的测定精度低以及具有一定的辐射危害性等。通过在神木六道沟小流域的研究,表明中子仪经过不同质地的土壤标定后,完全可以用于具有不同土壤质地的小流域土壤水分的动态监测。本文在介绍中子仪野外表达常用方法的基础上,在小流域三种不同类型土壤上对中子仪进行了标定。研究结果表明,通过分层标定法中子仪可以得到精确的标定并可应用于小流域不同类型土壤水分动态的准确测量。     

莫旗地区暴雨洪涝气象灾害特征分析及其预报

本文通过对1980-2013年莫旗地区暴雨洪涝气象灾情资料分析,发现莫旗地区暴雨洪涝灾害主要出现在每年汛期,6-8月为高发期。暴雨洪涝灾害由大到暴雨造成,具有强度大,突发性强,先兆特征不明显,落区离散,时空分布不均匀等,本文分析引发莫旗地区暴雨洪涝灾害发生发展的天气条件,归纳总结综合预报指标。     

雷达降水同化方法在辽东暴雨易发地区的应用研究

本文采用卡尔曼滤波算法对辽宁东部降雨雷达数据进行同化处理,并将降雨雷达同化数据作为水文模型输入.结果表明:采用卡尔曼滤波算法进行降雨雷达数据处理后,面降水数据和实测数据之间的误差低于20％,单站降雨误差可通过90％置信度的F检验.以同化处理后的降雨数据作为水文模型输入,场次洪水模拟精度可达到乙级.研究成果可为辽宁地区雷...     

基于多模型融合的中期径流预报

为提高流域中期径流预报精度,提出了一种基于机器学习的多模型融合的中期径流预报方法,并应用于桓仁水库流域。首先采用BP神经网络（BP）、多元线性回归（MLR）、支持向量机（SVM）构建旬尺度的单一径流预报模型;再基于信息熵和机器学习方法对上述单一模型的结果进行融合,分别建立基于信息熵、BP神经网络、SVM的信息融合预报模型;进一步考虑融雪影响,构建春汛期旬径流预报模型。引入平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和预报合格率（QR）三个误差评价指标,综合评定各模型在汛期和非汛期的径流预报精度。结果表明：(1)所有模型对径流变化趋势的模拟效果相对较好,单一模型对峰值的模拟表现较差;(2)基于机器学习算法的融合模型能很好结合不同预报模型的优势,模拟精度优于各单一预报模型和基于信息熵的融合模型,共提高汛期10个旬的径流预报精度,且将6个旬的预报合格率提升至100%,预报合格率的最大提升率达到24%;(3)考虑融雪影响的旬径流预报模型在3月和4月的预报合格率均在90%以上,提高了流域的非汛期径流预报能力。研究提出的基于机器学习的信息融合预报方法可得到准确性和可靠性较高的径流预报模型,为桓仁...