應(yīng)用EDM原理對(duì)衡水市水資源時(shí)間序列預(yù)測(cè)分析
發(fā)布時(shí)間:2022-01-03 02:03
以統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)與水文觀測(cè)資料為基礎(chǔ),將衡水市1971~2018年水資源總量年值作為預(yù)測(cè)目標(biāo),以年降雨量、平均氣溫、大氣濕度、蒸發(fā)和日照時(shí)數(shù)等氣候因子作為解釋變量;運(yùn)用非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)EDM模型,對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行時(shí)間序列建模與預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,衡水市水資源時(shí)間變化表現(xiàn)出非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特征,其對(duì)蒸發(fā)和溫度變化具有顯著依賴(lài)性;預(yù)測(cè)結(jié)果顯示EDM模型具有較好的擬合精度,r達(dá)到0.95,RMSE為1.01億m3,模型精度可靠。
【文章來(lái)源】:水科學(xué)與工程技術(shù). 2019,(06)
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)識(shí)別
嵌入維數(shù)定義為重構(gòu)吸引子流形所需的變量維數(shù),其不僅僅所指預(yù)測(cè)變量個(gè)數(shù),包含相關(guān)變量的時(shí)滯子集,如圖2,圖中橫坐標(biāo)為嵌入維數(shù)大。‥),縱坐標(biāo)為基于S-map的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相關(guān)系數(shù)rho,rho越大,說(shuō)明嵌入維數(shù)最優(yōu)。其中在WR,Pre兩變量中,最佳嵌入維數(shù)為8和2;在WR和Tem組合中最優(yōu)值為8和4;Mois在最佳嵌入維數(shù)為4;Hour和ET則均為7。嵌入維數(shù)的大小決定模型的復(fù)雜程度,若其值過(guò)大,則會(huì)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)空間過(guò)密和信息重疊,并損失動(dòng)力結(jié)構(gòu)性規(guī)律;反之過(guò)小則產(chǎn)生狀態(tài)空間依賴(lài)性不足,預(yù)測(cè)精度較低。通過(guò)rEDM程序號(hào)中的simplex函數(shù)可給出最佳嵌入維數(shù)的平衡選擇。2.3 基于CCM的水資源變化歸因
經(jīng)參數(shù)優(yōu)化后運(yùn)用rEDM中的CCM_test函數(shù)對(duì)衡水市水資源總量WR與氣候環(huán)境因子之間的歸因識(shí)別。如圖3,圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的時(shí)間變化;縱坐標(biāo)為各單變量通過(guò)時(shí)滯構(gòu)建吸引子流形后的點(diǎn)值與原來(lái)點(diǎn)值的相關(guān)性系數(shù)。圖3 基于CCM的雙變量動(dòng)態(tài)交互
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)CCM算法檢測(cè)外部擾動(dòng)下系統(tǒng)變量間的時(shí)滯和因果關(guān)系[J]. 羅磊,程非凡,邱彤,趙勁松. 化工學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]氣候變化對(duì)水文水資源影響的研究進(jìn)展[J]. 張利平,陳小鳳,趙志鵬,胡志芳. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2008(03)
本文編號(hào):3565341
【文章來(lái)源】:水科學(xué)與工程技術(shù). 2019,(06)
【文章頁(yè)數(shù)】:4 頁(yè)
【部分圖文】:
非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)識(shí)別
嵌入維數(shù)定義為重構(gòu)吸引子流形所需的變量維數(shù),其不僅僅所指預(yù)測(cè)變量個(gè)數(shù),包含相關(guān)變量的時(shí)滯子集,如圖2,圖中橫坐標(biāo)為嵌入維數(shù)大。‥),縱坐標(biāo)為基于S-map的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相關(guān)系數(shù)rho,rho越大,說(shuō)明嵌入維數(shù)最優(yōu)。其中在WR,Pre兩變量中,最佳嵌入維數(shù)為8和2;在WR和Tem組合中最優(yōu)值為8和4;Mois在最佳嵌入維數(shù)為4;Hour和ET則均為7。嵌入維數(shù)的大小決定模型的復(fù)雜程度,若其值過(guò)大,則會(huì)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)空間過(guò)密和信息重疊,并損失動(dòng)力結(jié)構(gòu)性規(guī)律;反之過(guò)小則產(chǎn)生狀態(tài)空間依賴(lài)性不足,預(yù)測(cè)精度較低。通過(guò)rEDM程序號(hào)中的simplex函數(shù)可給出最佳嵌入維數(shù)的平衡選擇。2.3 基于CCM的水資源變化歸因
經(jīng)參數(shù)優(yōu)化后運(yùn)用rEDM中的CCM_test函數(shù)對(duì)衡水市水資源總量WR與氣候環(huán)境因子之間的歸因識(shí)別。如圖3,圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的時(shí)間變化;縱坐標(biāo)為各單變量通過(guò)時(shí)滯構(gòu)建吸引子流形后的點(diǎn)值與原來(lái)點(diǎn)值的相關(guān)性系數(shù)。圖3 基于CCM的雙變量動(dòng)態(tài)交互
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)CCM算法檢測(cè)外部擾動(dòng)下系統(tǒng)變量間的時(shí)滯和因果關(guān)系[J]. 羅磊,程非凡,邱彤,趙勁松. 化工學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]氣候變化對(duì)水文水資源影響的研究進(jìn)展[J]. 張利平,陳小鳳,趙志鵬,胡志芳. 地理科學(xué)進(jìn)展. 2008(03)
本文編號(hào):3565341
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