【摘要】：21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，在面臨可持續(xù)發(fā)展大課題的新時代，海洋的戰(zhàn)略地位及開發(fā)價值日益為人們所重視。沿海經(jīng)濟(jì)占全球GDP的比例在逐年增大，增長速度快于GNP的增長，快于行業(yè)整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時我國海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步入了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌道，在世界上大多數(shù)國家和地區(qū)，海洋經(jīng)濟(jì)成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。然而隨著沿海經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展大片沿海城市群的形成、城市化的進(jìn)程形成的人口和財(cái)產(chǎn)集中、全球氣候變暖造成的海平面上升等客觀因素的影響，使得海洋災(zāi)害頻繁發(fā)生，給我國沿海地區(qū)造成的損失不斷增大，逐步使我國成為世界上遭受海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。 如果能及時做出動態(tài)和較為精確的預(yù)測，趨利避害，在最快的時間內(nèi)做出科學(xué)有效的輔助決策工作，則在一定程度上可減輕災(zāi)害損失，這成為海洋防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)研究的迫切任務(wù)和重要職責(zé)。其中對水文的預(yù)報(bào)是一種較為直接的方法，對于防災(zāi)減災(zāi)也具有一定的指導(dǎo)意義。水文預(yù)報(bào)就是根據(jù)已知的信息對某一地區(qū)、某一水體或者某一水文站未來一定時期內(nèi)的水文狀態(tài)做出定性或定量的預(yù)測。這是水文學(xué)為經(jīng)濟(jì)和社會服務(wù)的一個重要方面，對防洪、抗旱、合理利用水資源、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)甚至對國防事業(yè)都有著重要意義。 目前水文預(yù)報(bào)的方法主要逐步回歸、多元線性回歸、自回歸、小波分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、時間序列預(yù)測技術(shù)等等。本文選擇應(yīng)用時間序列預(yù)測方法，就是在分析時間序列變量的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法建立預(yù)測模型，使時間趨勢向外延伸，從而獲得序列的發(fā)展變化趨勢，確定變量的預(yù)測值。海洋水文時間序列，由于氣候、城市化、周圍植被、大量海上城市的建設(shè)以及填海造田等等沿海經(jīng)濟(jì)的開發(fā)，這些外在因素加上其本身的不確定性，導(dǎo)致海洋水文時間序列帶有一定的非平穩(wěn)性，這就造成了采取傳統(tǒng)的Box-Jenkins方法對其進(jìn)行預(yù)測研究是非常困難的。因?yàn)锽ox-Jenkins方法的ARMA模型針對的是平穩(wěn)的時間序列，對于非平穩(wěn)的時間序列，必須將其處理成平穩(wěn)的時間序列，這樣就降低了預(yù)測的精確性，本文提出采取貝葉斯動態(tài)模型及其預(yù)測方法。 本文的研究是建立在渤海風(fēng)暴潮災(zāi)害評估與對策輔助決策系統(tǒng)的項(xiàng)目之上，預(yù)測目標(biāo)是二維洪水演進(jìn)過程中的渤海灣的水深值。本文的主要研究內(nèi)容可分為如下幾個部分： 1.預(yù)測模型參數(shù)的提取。本文對一次洪水演進(jìn)過程中100個時刻的水深值數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，利用MATLAB工具繪制出其時間序列圖像以及在置信水平為95%的自相關(guān)函數(shù)曲線。通過對研究目標(biāo)的分析，根據(jù)預(yù)測者或者專家的經(jīng)驗(yàn)，給出了預(yù)測的初始條件。這樣就可以開始一步預(yù)測，，預(yù)測過程中加入了觀察值，這充分體現(xiàn)了貝葉斯動態(tài)模型的動態(tài)思想。經(jīng)過100次的循環(huán)后，就得到了演進(jìn)過程的后驗(yàn)分布，既能得到第100個時刻的水深值。 2.預(yù)測結(jié)果的分析。通過對預(yù)測結(jié)果和觀察值的曲線對比，以及對預(yù)測誤差曲線的分析可知，用貝葉斯動態(tài)模型及其預(yù)測方法所得到的預(yù)測曲線與觀察值曲線吻合得相當(dāng)好，平均相對誤差僅為5.73%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)符合洪峰預(yù)報(bào)的20%許可誤差范圍。完全可以被實(shí)際工作需要所接收的，可被推廣應(yīng)用到該行業(yè)中。同時該模型是采用遞推方法來進(jìn)行循環(huán)計(jì)算的，因此特別適用于在線實(shí)時監(jiān)控，這對于澇期、雪災(zāi)、風(fēng)暴潮引起的水災(zāi)等災(zāi)害發(fā)生時期的實(shí)時監(jiān)控都非常的有意義。同時也證明貝葉斯動態(tài)模型及其預(yù)測方法比較適合用于像海洋水文時間序列這樣的非平穩(wěn)的時間序列。這對水文學(xué)的預(yù)測研究，尤其是在現(xiàn)代的氣候變化異常的情況下，有著一定的指導(dǎo)意義。 3.預(yù)測結(jié)果的應(yīng)用。對洪水演進(jìn)過程中100個時刻的水深值數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測之后，將該二維洪水演進(jìn)的預(yù)測結(jié)果應(yīng)用到了渤海風(fēng)暴潮災(zāi)害評估與對策輔助決策系統(tǒng)的二維洪水演進(jìn)子系統(tǒng)中。通過用戶選擇一次模擬，結(jié)合中間服務(wù)器端一系列的邏輯處理，調(diào)用存儲在后臺關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的預(yù)測計(jì)算結(jié)果，然后前端界面中就可以查看該次洪水演進(jìn)的模擬過程。本系統(tǒng)的開發(fā)利用Flex、Java作為主要的開發(fā)語言，后臺數(shù)據(jù)庫采用較為主流的數(shù)據(jù)庫ORACLE。本系統(tǒng)用先進(jìn)的三層體系結(jié)構(gòu)（客戶機(jī)應(yīng)用程序/瀏覽器（B/S架構(gòu)）+應(yīng)用服務(wù)器/中間件+數(shù)據(jù)庫），便于系統(tǒng)的管理與維護(hù)，可以提高系統(tǒng)安全性。
【圖文】：

圖 1-1 海洋災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失統(tǒng)計(jì)圖Fig1-1 Statistical figure of economic loss by marine disasters

圖 1-2 海洋災(zāi)害死亡（失蹤）人數(shù)統(tǒng)計(jì)圖Fig1-2 Statistical figure of dead or missing number by marine disasters就目前總的情況來看，海洋災(zāi)害給我國帶來的損失呈現(xiàn)上升的趨勢，如果
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P731

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2683897