基于LS-SVM的河道洪水預(yù)報(bào)研究
本文選題:洪水預(yù)報(bào) + LS-SVM ; 參考:《昆明理工大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:我國(guó)的洪水災(zāi)害發(fā)生頻繁,嚴(yán)重的影響著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)健康發(fā)展。洪水預(yù)報(bào)作為一項(xiàng)非常重要的防洪減災(zāi)的非工程措施,在制定防洪減災(zāi)方案的工作過程中一直發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文對(duì)四川省自貢市富順縣地區(qū)水文對(duì)象以及水系關(guān)系進(jìn)行了分析,應(yīng)用了河段洪水預(yù)報(bào)中的兩種方法:水位預(yù)報(bào)和流量預(yù)報(bào)。另外,因?yàn)橐恍┩庠谝蛩禺a(chǎn)生的影響,天然河道的水位和流量的數(shù)據(jù)在采集的過程中會(huì)產(chǎn)生一些誤差,所以就需要剔除這些誤差數(shù)據(jù)來提高河道水位和流量的預(yù)測(cè)精度。本文根據(jù)上述目標(biāo)主要做了以下的研究工作:(1)分析了樣本數(shù)據(jù)中誤差數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因、誤差的分類以及水文測(cè)驗(yàn)中誤差的主要特點(diǎn),采用了誤差處理方法中的改進(jìn)的拉依達(dá)準(zhǔn)則法(3σ)和肖維勒準(zhǔn)則法(Chauvenet)來處理樣本數(shù)據(jù)中存在的誤差數(shù)據(jù)。(2)比較了最小二乘法(LS)、支持向量機(jī)(SVM)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)這四種算法,得出了最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)的預(yù)測(cè)能力最好的結(jié)論,所以本文中采用最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。(3)通過比較最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)的四種核函數(shù)的預(yù)測(cè)效果,得出了RBF核函數(shù)的預(yù)測(cè)效果最好的結(jié)論,所以本文中采用的核函數(shù)為RBF核函數(shù),并且應(yīng)用網(wǎng)格搜索法優(yōu)化模型的參數(shù)。(4)結(jié)合四川省自貢市富順縣地區(qū)的相關(guān)水位和流量數(shù)據(jù)資料構(gòu)建了三種預(yù)測(cè)模型,通過對(duì)歷史樣本數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,得到所建立的三種預(yù)測(cè)模型的輸出數(shù)據(jù),根據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》(SL250-2000)為依據(jù)來評(píng)定此三種模型的預(yù)測(cè)精度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》(SL250-2000)得到:建立的三種預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)效果都比較好,并且雙輸入單輸出(水位和流量—水位)預(yù)測(cè)模型要比單輸入單輸出(水位—水位)預(yù)測(cè)模型和單輸入單輸出(流量——流量)預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度高,說明:如果輸入的影響因子增多,那么得到的預(yù)測(cè)模型就會(huì)越精準(zhǔn)。該結(jié)果可以為研究河段的水位和流量的變化提供一定的參考。
[Abstract]:Flood disasters occur frequently in our country, which seriously affect the steady and healthy development of our national economy. Flood forecasting, as a very important non-engineering measure for flood control and disaster reduction, has been playing an important role in the process of making flood control and disaster reduction plan. In this paper, the hydrological object and the relationship of water system in Fushun County, Zigong City, Sichuan Province are analyzed, and two methods of flood forecasting in river reach are applied: water level forecast and discharge forecast. In addition, because of the influence of some external factors, the data of water level and discharge of natural river will produce some errors in the process of collecting, so it is necessary to eliminate these error data to improve the prediction accuracy of water level and discharge. In this paper, the following research work is done according to the above objective: 1) the causes of the error data in the sample data, the classification of the errors and the main characteristics of the errors in the hydrological test are analyzed. The improved Laida criterion (3 蟽) and the Shawville criterion (Chauvenetett) are used to deal with the error data in the sample data.) the least square method (LSN), support vector machine (SVM) BP neural network and least square branch are compared. LS-SVM) these four algorithms, It is concluded that the least square support vector machine (LS-SVM) has the best prediction ability. Therefore, the prediction model of LS-SVM is constructed by using least squares support vector machine (LS-SVM), and the prediction results of four kernel functions of LS-SVM) are compared by comparing the prediction results of LS-SVM (least squares support vector machine) and LS-SVM (least squares support vector machine). The best prediction effect of RBF kernel function is obtained, so the kernel function used in this paper is RBF kernel function. And the parameters of the model are optimized by using the grid search method. (4) combined with the data of water level and discharge in Fushun County, Zigong City, Sichuan Province, three kinds of prediction models are constructed, and through the study and training of historical sample data, three kinds of prediction models are constructed. The output data of the three prediction models are obtained and the prediction accuracy of the three models is evaluated according to the Hydrological Information Forecast Code (SL250-2000). According to the experimental results and the Hydrological Information Forecast Standard (SL250-2000), it is concluded that the prediction results of the three prediction models are good. Moreover, the prediction accuracy of double input and single output (water level and discharge water level) prediction model is higher than that of single input and single output (water level-water level) model and single input and single output (discharge-discharge) model. Explanation: if the input factors increase, the prediction model will be more accurate. The results can provide some reference for studying the variation of water level and discharge.
【學(xué)位授予單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TV122
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