马尔可夫链的组合模型在降雨量预测中的应用
[Abstract]:Due to the complexity, diversity and variability of climate conditions, there are a lot of fuzziness and uncertainty in the process of weather prediction, which leads to the prediction of medium and long term rainfall has become a difficult problem in computer forecasting and meteorological science. Although China has a vast territory and complex terrain, the spatial distribution of rainfall is still regular. With the rapid development of economy in our country, meteorological information has been paid more and more attention, both the life of the people and the development of economy are closely related to meteorology. Based on satellite observation, weather forecast can accurately predict wind, humidity, temperature and other weather conditions in the next few days, but how to know the approximate rainfall changes in the next few months and even in the next few years will be the focus of this paper. Markov chain is suitable for the prediction problem with large random volatility, but it requires that the state has no aftereffect and the prediction of extreme value is not ideal, and the combined model can optimize its defects by combining other algorithms. Therefore, this paper forecasts the rainfall based on the combined model of Markov chain, and puts forward two corresponding forecasting methods, and then designs and implements the urban rainfall distribution system by using Arcgis component. The main research work is as follows: (1) in this paper, a prediction algorithm based on Markov chain and fuzzy set combination model is proposed. Firstly, the rainfall clustering is ordered, the state transition matrix is calculated, then the concept of membership degree is introduced, the influence value of each state on other states is obtained, then the predicted state interval is calculated by weighted method, and finally the specific rainfall prediction value is calculated by fuzzy set formula. The algorithm outlaws the traditional average classification, and then introduces the membership degree to describe the membership degree of the random variable sequence value belonging to all states respectively, which reduces the error caused by the original idea of "either one or the other". (2) this paper also proposes a prediction algorithm based on Markov chain and grey theory combination model. In this method, the sliding GM (1, 1) model is introduced. The prediction function is obtained by the least square method, then the first predicted value and its error with the actual value are calculated by the specific time, then the error is classified by the error, and finally the prediction is completed by the weighted Markov model. The algorithm mainly adopts the method of secondary prediction, which reduces the influence of accidental factors, simplifies the modeling steps, and improves the accuracy and speed of prediction. (3) in this paper, the equivalent model is constructed by using interpolation algorithm and ArcToolbox with reference to the research technology of rainfall distribution map making and rainfall prediction at home and abroad. Then we publish geographic information service through ArcGIS server, and realize the function of making urban rainfall distribution map. Finally, the function of annual rainfall prediction and mapping is realized in the system by weighted Markov algorithm, which provides convenience for people's production and life and disaster prevention and mitigation in related departments. Through the above research, we realize the optimization of Markov combination forecasting algorithm, improve the speed and accuracy of prediction, and lay a solid foundation for long-term rainfall prediction.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P457.6;O211.62
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本文编号:2500701
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