神经网络在径流量模拟中的应用
发布时间：2022-11-08 20:46
近年来,洪涝灾害的频繁发生严重威胁到了人们的生命财产安全,对径流量的准确预测,是有效减少这类灾害的重要依据.随着数据科学的发展,有资料地区径流量的预测精度已经得到有效的提高,但是,对无资料地区的径流量预测仍是研究的重点与难点.目前,相似流域间水文资料的移植,是解决无资料地区径流量预测的常用方法.在对相似流域进行判断时,论文基于统计学与数据科学的思想与方法,利用流域内的水文地质资料进行流域间的相似性判断.之后,利用小波函数对地貌学人工神经网络模型进行了改进,并通过栾川流域和李青店流域的水文数据验证了模型的有效性.由于不确定性的普遍存在,使得水文资料中存在较为严重的缺失值现象,因此,在建模前必须要对栾川流域和李青店流域径流量中的缺失值进行修复.结合流域相似性评价结果,以及模型的验证结果,将栾川流域的径流量移植给潭头流域（无资料地区）,并利用改进后的模型对潭头流域的径流量进行预测,同时对模型在无资料地区的预测效果进行评价与分析.论文主要研究内容及结果如下:（1）基于河南省河网数据、数字高程模型（DEM）数据以及土地利用数据,利用ArcGIS软件提取流域内的地貌特征参数（河网级数、河网数目、河...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究动态
1.3 论文的主要工作
2 数据集简介
2.1 数据背景说明
2.2 数据集介绍
3 流域相似性判断
3.1 地貌参数的提取
3.2 流域相似度计算与评价
3.2.1 流域水文相似性指标的选择
3.2.2 水文相似性的确定
4 数据预处理
4.1 数据修复
4.1.1 缺失值介绍
4.1.2 缺失值处理方法的选择
4.1.3 缺失值处理方法
4.1.4 缺失值处理结果
4.2 噪声处理
4.2.1 异常值识别
4.2.2 奇异谱分析技术
4.2.3 奇异谱技术处理结果
5 地貌学人工神经网络(GANNs)预测模型
5.1 地貌瞬时单位线模型
5.2 路径概率的计算公式
5.3 地貌学人工神经网络模型的改进
5.3.1 模型的概述
5.3.2 模型的改进
6 模型在无资料地区径流量预测中的应用
6.1 预报因子的确定
6.2 预测模型的有效性验证
6.2.1 模型评价指标的选择
6.2.2 模型效果对比结果
6.3 模型在无资料地区的应用
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无资料地区水文预报研究的方法与出路[J]. 谈戈,夏军,李新. 冰川冻土. 2004(02)
[2]小波函数的性质及其应用研究[J]. 于开平,邹经湘,杨炳渊. 哈尔滨工业大学学报. 2000(02)
[3]无资料流域水文预报（PUB计划）研究进展[J]. 刘苏峡,夏军,莫兴国. 水利水电技术. 2005(02)
[4]由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究[J]. 石朋,芮孝芳. 水科学进展. 2005(06)
[5]水文相似度及其应用[J]. 戚晓明,陆桂华,吴志勇,金君良. 水利学报. 2007(03)
[6]神经网络径流预报模型中基于互信息的预报因子选择方法[J]. 赵铜铁钢,杨大文. 水力发电学报. 2011(01)
[7]缺失数据处理方法的比较[J]. 庞新生. 统计与决策. 2010(24)
[8]缺观测资料干旱地区区域地下水模型可靠性探讨[J]. 胡立堂,许新宜,王红旗. 北京师范大学学报(自然科学版). 2013(Z1)
[9]变异系数法评价人类活动对地下水环境的影响[J]. 赵微,林健,王树芳,刘记来,陈忠荣,寇文杰. 环境科学. 2013(04)
[10]一种用于缺资料地区山洪预警方法研究与应用[J]. 叶金印,李致家,吴勇拓. 水力发电学报. 2013(03)
博士论文
[1]基于混合模型的地下水埋深时空预测方法研究[D]. 张仲荣.兰州交通大学 2017
[2]基于数字化平台的分布式流域水文模型和流域汇流研究[D]. 孔凡哲.河海大学 2003
硕士论文
[1]九种常用缺失值插补方法的比较[D]. 廖祥超.云南师范大学 2017
[2]针对回归模型的缺失数据插补方法模拟分析[D]. 赵伟.天津财经大学 2014
[3]面向数据驱动建模的数据预处理方法研究[D]. 任志伟.河南科技大学 2013
[4]调查数据无回答的插补方法及模拟比较[D]. 刘艳玲.天津财经大学 2012
[5]河南省航道可供水量分析计算研究[D]. 田文文.郑州大学 2009
[6]河川径流量预测研究[D]. 顾海燕.东北林业大学 2008
[7]残缺数据的填补[D]. 张成萍.中南大学 2006
[8]基于DEM的GIUH的应用研究[D]. 胡健伟.河海大学 2005
本文编号：3704535
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 国内外研究动态
1.3 论文的主要工作
2 数据集简介
2.1 数据背景说明
2.2 数据集介绍
3 流域相似性判断
3.1 地貌参数的提取
3.2 流域相似度计算与评价
3.2.1 流域水文相似性指标的选择
3.2.2 水文相似性的确定
4 数据预处理
4.1 数据修复
4.1.1 缺失值介绍
4.1.2 缺失值处理方法的选择
4.1.3 缺失值处理方法
4.1.4 缺失值处理结果
4.2 噪声处理
4.2.1 异常值识别
4.2.2 奇异谱分析技术
4.2.3 奇异谱技术处理结果
5 地貌学人工神经网络(GANNs)预测模型
5.1 地貌瞬时单位线模型
5.2 路径概率的计算公式
5.3 地貌学人工神经网络模型的改进
5.3.1 模型的概述
5.3.2 模型的改进
6 模型在无资料地区径流量预测中的应用
6.1 预报因子的确定
6.2 预测模型的有效性验证
6.2.1 模型评价指标的选择
6.2.2 模型效果对比结果
6.3 模型在无资料地区的应用
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无资料地区水文预报研究的方法与出路[J]. 谈戈,夏军,李新. 冰川冻土. 2004(02)
[2]小波函数的性质及其应用研究[J]. 于开平,邹经湘,杨炳渊. 哈尔滨工业大学学报. 2000(02)
[3]无资料流域水文预报（PUB计划）研究进展[J]. 刘苏峡,夏军,莫兴国. 水利水电技术. 2005(02)
[4]由SSNs构建流域地貌瞬时单位线的研究[J]. 石朋,芮孝芳. 水科学进展. 2005(06)
[5]水文相似度及其应用[J]. 戚晓明,陆桂华,吴志勇,金君良. 水利学报. 2007(03)
[6]神经网络径流预报模型中基于互信息的预报因子选择方法[J]. 赵铜铁钢,杨大文. 水力发电学报. 2011(01)
[7]缺失数据处理方法的比较[J]. 庞新生. 统计与决策. 2010(24)
[8]缺观测资料干旱地区区域地下水模型可靠性探讨[J]. 胡立堂,许新宜,王红旗. 北京师范大学学报(自然科学版). 2013(Z1)
[9]变异系数法评价人类活动对地下水环境的影响[J]. 赵微,林健,王树芳,刘记来,陈忠荣,寇文杰. 环境科学. 2013(04)
[10]一种用于缺资料地区山洪预警方法研究与应用[J]. 叶金印,李致家,吴勇拓. 水力发电学报. 2013(03)
博士论文
[1]基于混合模型的地下水埋深时空预测方法研究[D]. 张仲荣.兰州交通大学 2017
[2]基于数字化平台的分布式流域水文模型和流域汇流研究[D]. 孔凡哲.河海大学 2003
硕士论文
[1]九种常用缺失值插补方法的比较[D]. 廖祥超.云南师范大学 2017
[2]针对回归模型的缺失数据插补方法模拟分析[D]. 赵伟.天津财经大学 2014
[3]面向数据驱动建模的数据预处理方法研究[D]. 任志伟.河南科技大学 2013
[4]调查数据无回答的插补方法及模拟比较[D]. 刘艳玲.天津财经大学 2012
[5]河南省航道可供水量分析计算研究[D]. 田文文.郑州大学 2009
[6]河川径流量预测研究[D]. 顾海燕.东北林业大学 2008
[7]残缺数据的填补[D]. 张成萍.中南大学 2006
[8]基于DEM的GIUH的应用研究[D]. 胡健伟.河海大学 2005
本文编号：3704535
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