系統(tǒng)聚類方法在洪水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、水文學(xué)是一門(mén)研究自然規(guī)律的學(xué)科,十分依賴于其觀測(cè)樣本,涉及眾多的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題.以前的水文模型參數(shù)率定,是直接用海量洪水樣本進(jìn)行的,其結(jié)果往往造成某類樣本所代表的某種特殊性被大量的其它樣本信息的特征所均化,繼而造成模型參數(shù)反映不出這種特性.所以有必要在預(yù)報(bào)之前對(duì)數(shù)據(jù)加以預(yù)處理,使之不影響模型參數(shù)的代表性. 本文引入了多元統(tǒng)計(jì)工具的典型代表--聚類分析方法.它是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域.聚類分析所涉及數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、空間數(shù)

2、據(jù)庫(kù)技術(shù)、生物學(xué)和市場(chǎng)學(xué)等多種領(lǐng)域.人們通過(guò)聚類分析,將數(shù)據(jù)劃分為若干類,然后才在每一類中尋找模式或各種潛在的有用信息. 根據(jù)福建沙溪口流域雨量站點(diǎn)的時(shí)空分布特性,即考慮降雨一徑流在時(shí)間上的關(guān)聯(lián)性以及流域中雨量站空間分布的關(guān)聯(lián)性,以降雨量作為聚類指標(biāo),根據(jù)前期降雨影響因子按照時(shí)間序列取16個(gè)指標(biāo),在空間上根據(jù)流域雨量站的分布差異劃為遠(yuǎn)、中、近三個(gè)層次,這樣在每個(gè)洪水樣本中提取了48個(gè)聚類指標(biāo). 對(duì)同一個(gè)算例分別采用六種不

3、同的聚類方法進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,采用類平均算法時(shí),用來(lái)衡量聚類失真程度的相干系數(shù)C的值最大,表明使用該算法分類所確定的結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)問(wèn)的擬合程度最高,且類平均法既是空間守恒又具有單調(diào)的性能,比較常用,效果也較好. 在數(shù)據(jù)前處理過(guò)程中,利用matlab中的系統(tǒng)聚類法在模型參數(shù)率定之前將大量洪水樣本按其屬性進(jìn)行分類；提取同類洪水資料特征,率定每一類的模型參數(shù)； 在預(yù)報(bào)階段,識(shí)別待測(cè)洪水的歸屬類,并運(yùn)用該類的系統(tǒng)參數(shù)對(duì)洪水進(jìn)行預(yù)