基于BMA与Copula函数的多变量水文分析研究

发布时间：2017-05-15 01:03

  本文关键词：基于BMA与Copula函数的多变量水文分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在总结了水文频率计算方法的发展过程中,分析了传统分析方法的局限性,由此提出了本文的研究内容。在归纳概括了Copula函数的基本理论的基础上,引入了关于贝叶斯模型平均的计算法,采用了期望最大化算法计算出Copula函数的边缘分布。以长江干流宜昌站的峰值、流量和时长数据为研究对象,计算出了合适的Copula函数表达形式,从而分析各变量两两之间的联合概率分布和条件概率分布及其所对应的重现期,对研究区的防洪减灾和水利工程规划管理提供相关的科学依据。本文具体取得以下几点结论：(1)利用贝叶斯模型平均法能够改进对水文变量频率分布的表述,使其能更准确地反映水文变量的频率变化。(2)运用贝叶斯模型平均法计算频率分布形式作为Copula函数的边缘分布,代入并计算得到3种Archimedean Copula函数。通过秩相关系数计算发现：峰值和流量、流量和时长有较强的正相关性；而峰值和时长则有相对较弱的正相关性。(3)通过对3种Archimedean Copula函数进行拟合优度评价与拟合检验,得到三变量两两联合分布时,Frank Copula函数表达形式的效果均优于其他两种表达形式。在图形分析法和相关评价指标计算的条件下均支持以上结论,所得的最优函数表达形式通过A-D拟合检验证明是符合检验标准的。(4)根据最优函数表达形式,构建峰值和时长、峰值和流量、流量和时长三组两变量之间的联合概率和同期概率,绘制了概率分布图。依据联合概率和同期概率计算出相应联合重现期和同期重现期,绘制等值线图,为水利工程规划管理和防洪防汛提供相关理论依据。(5)根据Copula最优函数表达形式,分别建立峰值和时长、峰值和流量、流量和时长三组两变量之间的条件概率,绘制成各变量特定条件下的条件概率重现期图,为风险评估和工程施工管理提供相关科学分析。
【关键词】：贝叶斯模型平均 Copula函数 期望最大化 联合概率分布 重现期
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外分析技术进展10-14
• 1.2.1 单变量水文频率计算发展历程10-12
• 1.2.2 多变量水文频率计算发展历程12-13
• 1.2.3 水文频率计算的局限性13-14
• 1.3 本文的研究设计思路14
• 1.4 主要研究内容及技术路线图14-16
• 1.4.1 主要研究内容14-15
• 1.4.2 技术路线图15-16
• 1.5 小结16-17
• 第2章 文献综—Copula函数与BMA理论17-24
• 2.1 Copula函数理论17-21
• 2.1.1 Copula函数的定义与性质17-18
• 2.1.2 Copula函数的类型18-19
• 2.1.3 Copula函数的相关性度量19-21
• 2.2 BMA理论21-23
• 2.2.1 BMA原理21-22
• 2.2.2 期望最大化算法原理22-23
• 2.3 小结23-24
• 第3章 基于BMA与Copula函数的水文分析模型24-33
• 3.1 基于BMA的边缘分布计算24-26
• 3.1.1 单变量概率分布模型选择24-25
• 3.1.2 相关性拟合评价与检验25-26
• 3.2 Copula函数参数估计与拟合检验26-30
• 3.2.1 Copula函数的参数估计27-28
• 3.2.2 拟合优度评价与拟合检验28-30
• 3.3 水文变量概率及重现期计算30-32
• 3.3.1 两变量联合重现期及同现重现期30-31
• 3.3.2 两变量条件概率分布及条件重现期31-32
• 3.4 小结32-33
• 第4章 研究区的模型结果分析33-51
• 4.1 研究区概况介绍33-34
• 4.1.1 地形地貌33
• 4.1.2 气候特征33
• 4.1.3 水文水系33-34
• 4.1.4 植被资源34
• 4.1.5 经济水平及内河航运34
• 4.2 研究区的各变量边缘分布计算34-41
• 4.2.1 BMA权重比计算34-35
• 4.2.2 BMA结果分析35-41
• 4.3 研究区的Copula函数参数估计与拟合检验41-45
• 4.3.1 研究区的Copula函数参数估计及相关性分析41-42
• 4.3.2 研究区的Copula函数拟合优度评价和拟合检验42-45
• 4.4 研究区水文变量概率及其重现期分析45-50
• 4.4.1 联合概率分布及其重现期分析45-48
• 4.4.2 条件概率分布及其重现期分析48-50
• 4.5 小结50-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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  本文关键词：基于BMA与Copula函数的多变量水文分析研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：366555