基于向量夹角余弦的水文组合预报方法

针对水文预报中单个水文预报模型预报精度不高的问题, 提出基于向量夹角余弦的水文组合预报方法. 该方法采用组合预测理论建立了实测向量、预报向量和权值向量, 形成向量夹角余弦模型; 根据不同的历史水文资料状况, 给出拟合优度和动态逼近两种可变权值计算方法, 完成参数的率定, 并将各参数对预报精度的影响加以分析. 实验表明: 该方法能够有效地克服单个水文预报模型的不足, 通过实现多个单项水文预报模型的组合, 可将预报合格率提升约20%.     

土壤侵蚀高维指数非线性模型及其参数辨识

针对常规土壤侵蚀统计模型适应性不强、模拟精度欠佳等问题,对灰色离散序列高阶动态模型进行扩展,建立了多变量高维指数非线性模型,提出非线性参数的搜索-辨识方法.参数搜索-辨识较为简便易行.该模型具有信息包容量大、模型结构开放性强、适应性广泛等特点;利用实测数据模拟结果表明,复相关系数R2＞0.96,平均误差率δ＜15%;模拟优度大大提高,模拟精度可满足工程应用的要求.     

流域系统水文动态过程的辨识和仿真

基于闭合流域系统水量输入输出平衡原理，推导出流域系统水文动态过程理想状态的原理模型。研究对象入为作用在近40年相对变化不大，而森林状态变化较大的流域，惧流域内连续30多年的水文气象观测资料，以5年为一组数据，对流域系统不同时期的水文动态过程作了辨识和仿真，比较不同时期水文动态过程特征与森林状态，给出森林水文作用的评估。     

子母弹抛撒精度仿真分析

通过对某火箭子母弹抛撒动力学模型的研究,分析了影响子母弹抛撒精度的因素.基于实验数据,着重对不同影响因素下的抛撒精度进行了仿真与分析,并通过算例对影响抛撒精度的参数进行计算,对结论进行了验证.结果表明,抛撒高度和射角是对抛撒精度影响较大的因素.     

水文序列ARIMA模型应用中存在的问题与改进方式

经典的ARMIA模型应用是对水文过程年际月变化所形成的时序数据进行计算处理,而忽略了水文过程平稳性检验和月际年变化对时序预测结果的影响.本文在对这一问题讨论的基础上,基于聚类提取分类后月份的特征,利用回归分析建立特征量和月水文数据间的关系,通过差分对特征量时序做平稳性处理,使用ARIMA模型按类预测特征量,由此,提出了一种新的挖掘水文时序月际年变化信息的方法,建立了改进的ARIMA模型及预测方法.作者以兰州降水站为例进行了应用验证,研究结果表明,改进后的ARIMA模型的精度要明显高于季节ARIMA模型,其平均残差达到了9.41,预报精度提高了21%,效果十分明显.最后就改进后的ARIMA模型的应用给出了进一步的研究方向.     

基于条件异方差分析的水文时序模型及其应用

针对条件异方差现象在水文过程的时序研究中常被忽略的情况,建立了水文过程时间序列分析和预测模型. 首先, 利用CensusX12分解水文时序,由其得到的周期项与趋势项分别建立相应的条件异方差模型;其次,对于分解序列后得到的残差项,建立基于BX数据生成的灰色Markov预测模型; 再次, 将三个模型进行耦合,编制了算法流程,由此提出了一种基于条件异方差的水文时序分析与预测模型;最后以河南省淮河流域的鲇鱼山水文站1975--1999年逐月的径流量为例进行了应用验证. 研究结果表明:提出的模型从预测效果来看, 总的平均偏差只有17.42%,其精度要明显高于常规的水文时序分析中ARCH和ARMA(1,1)等传统方法.     

扬州市区京杭大运河水污染可视化模拟研究

以京杭大运河扬州市区段为研究对象,根据其水文特征选定了一维和二维水质模型.研究了如何实现污染时空分布的可视化模拟.详细讲述了可视化模拟的几个关键技术,即基本框架、河流栅格数据提取与叠加显示、水质模型的数值化处理与集成、多点排污计算与颜色匹配、污染曲线绘制及多时相历史污染再现.开发河流水污染可视化模拟系统,对扬州市区京杭大运河真实数据和假设数据分别模拟,效果良好.创新点在于将地理信息和专业的水污染模型无缝集成,并将数据、模型计算和结果表达集成在统一的实时可视化平台中.     

离散GM(1,1)模型的特性与优化

GM(1,1)模型在对纯指数序列进行拟合时通常仍然存在偏差,对原始序列和发展系数有太多限制.离散GM(1,1)模型与原模型的很多性质很相似,可以看成是原模型的精确形式,而且对发展系数和原始序列没有非负限制,因此对于离散GM(1,1)模型的特性研究就极为重要.文章对离散模型模拟数据增长率特点、对指数序列的拟合以及数乘变换下的参数特性进行了理论证明.研究表明离散GM(1,1)模型可以完全拟合指数序列.数乘变换不改变原始序列的模拟精度,为解决灰色预测模型的病态性提供了思路.文章提出了分段修正离散GM(1,1)模型并对建模机理进行了证明.应用实例表明了该模型能够显著提高模拟精度.     

智慧流域及其应用前景

为了应对全球气候变化和人类剧烈活动导致的水资源短缺、洪灾旱灾并重和生态环境恶化等复杂水资源情势, 推动流域信息化水平向更高层次发展, 借鉴"智慧地球"的理念提出了"智慧流域"这一概念. 分析了智慧流域建设的战略需求和技术推动因素, 提出了智慧流域的涵义并阐述了其特征, 设计了智慧流域总体框架, 对其中使用的关键技术和支撑平台, 如物联网技术、射频识别标签、无线传感器网络、云计算与云存储、 流域虚拟现实系统平台、基于多源耦合的气象水文信息保障平台、二元水循环数值模拟平台、水资源数值调控平台和流域数据同化系统平台等进行了探讨. 最后研究了智慧流域在防洪减灾、抗御干旱、防治污染和水资源管理 中的具体应用. 智慧流域是水利信息化的发展趋势和最高层次, 必将产生新的学科增长点, 在水利各个领域有着良好的应用前景.     

基于补偿最小二乘估计法的卫星精密定轨方法

由于卫星轨道观测数据中含有非线性影响因素,必然会降低定轨精度。将半参数回归模型引入卫星批处理定轨方法中,基于半参数回归模型补偿最小二乘估计法,提出了一种卫星事后轨道改进方法,以降低非线性影响并提高定轨精度。当测量数据存在非线性影响因素时,在理论上证明了半参数回归模型补偿最小二乘估计法优于经典最小二乘估计法。最后,对中低轨卫星定轨进行了仿真,结果表明基于半参数回归模型补偿最小二乘估计法的卫星事后轨道改进方法分离出观测数据中的非线性影响因素,从而提高定轨精度。     

基于非期望产出的机场运营效率评价

传统的机场运营效率评价模型忽视了机场运营过程中航班延误、噪音及有害排放物等非期望产出带来的负面效应. 采用非参数方向距离函数法，构建基于非期望产出的机场运营效率评价模型. 针对我国长江三角洲多机场区域10个主要机场，对引入非期望产出前后运营效率进行对比分析，验证基于非期望产出的机场运营效率评价模型的有效性. 结果显示，非期望产出是评价机场运营效率不可缺少的关键因素之一；其次，非期望产出要素对机场运营效率产生非常显著的影响. 引入非期望产出后，我国机场运营效率和运营规模之间并不存在正相关性；最后为机场及航空公司管理者在权衡机场吞吐量和服务质量方面提供了相关建议和理论依据.     

岔巴沟流域分布式产流产沙的计算机模拟

建立了基于场次洪水的分布式流域产流产沙模型,该模型能够模拟出流域在不同土地利用类型下的径流和产输沙的时空过程,模型能反映下垫面因子空间分布不均和人类活动对流域产流产沙的影响,进而为流域内水土保持措施配置提供技术支撑和科学依据.经岔巴沟流域实测资料验证,计算值与实测值符合良好,基本反映了流域产汇流及侵蚀产输沙的物理过程.     

黑龙江省低山丘陵区水保措施减蚀效应研究

黑龙江省低山丘陵区土壤贫瘠,农业生产活动剧烈,加之降雨多以夏季暴雨为主,造成了严重的土壤侵蚀现象。通过对宾县三岔河小流域7个试验小区径流和产沙观测资料的分析,总结得出不同水保措施下的水土保持效益,为合理安排耕作方式提供参考。图1,表2,参16。     

基于RBF神经网络的柔性机构动态响应辨识模型

通过神经网络技术对柔性机构复杂的非线性动态响应进行辨识,建立了柔性机构运动参数的辨识模型。利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络优异的非线性逼近能力,建立了柔性机构动态响应的辨识模型。将机构的驱动力矩、阻尼力矩和非线性运动参数分别作为RBF神经网络的输入样本和期望输出样本。建立了RBF神经网络的拓扑结构,利用样本数据对其进行训练。通过空间站柔性展开机构模型进行动态响应的辨识,结果表明辨识的收敛速度快,精度高。该方法为复杂大系统的建模和分析提供了一种理想的途径。     

地面站数传系统的RBFNN模型及算法

针对难以建立精确数学模型的地面站数传系统,提出改进梯度迭代学习的径向基神经网络建模方法。改进梯度学习算法通过训练样本相关性矩阵的主成分分析确定网络隐含层初始节点数;改进迭代过程中网络参数的梯度信息计算方式,加快了迭代收敛速度;并增加结构调整过程,实现对网络规模的精简。通过采集地面站数传系统输入-输出数据,将改进梯度学习算法应用于网络离线训练,并给出具体实现步骤。地面站数传资源配置优化实例验证了模型具有较高泛化能力,且算法稳定性较佳。     

三参数区间灰数排序及其在区间DEA效率评价中的应用

定义了三参数区间灰数与实数比较的相对优势度的概念,给出了两类典型的三参数区间灰数与实数比较的相对优势度的代数表达式。提出了一种基于相对优势度的三参数区间灰数的排序方法,并应用于变量为三参数区间灰数数据包络分析（data envelopment analysis,DEA）模型,用算例验证了其有效性。     

基于双层规划的普通克里金插值方法研究

采用双层规划描述了普通克里金法中理论变异函数模型参数求解问题.针对传统变异函数模型参数求解过程中容易受人为不确定性因素影响的问题,建立了以交叉验证统计结果最优和个体样本满足最优无偏线性估计为目标的双层规划模型,并给出了相应的求解方法.该方法根据交叉验证结果优化调整上层系统随机给定的变异函数模型参数,可以减少变异函数模型参数求解过程中人为不确定等因素的影响,从而可以获得合理的理论变异函数模型参数和较好的空间插值结果最后,以土壤pH值为例,通过与加权最小二乘法比较验证了采用该方法的有效性和合理性.     

基于VoronoiCells插值的三维海底地形图生成方法

水下地形匹配技术是近年来导航技术领域研究的新方向,三维海底数字地形图的制作是海底地形匹配技术的基础。提出一种利用电子海图已有的水深数据生成三维数字高程模型(DigitalElevationModel,DEM)的方法:首先提取电子海图的水深数据,接着通过基于Voronoi多边形的插值算法计算DEM网格节点的高程值,生成规则的DEM网格,最后对生成DEM的三维显示进行了仿真,仿真结果证明该方法是可行的,为海底地形匹配技术的研究提供了前提。     

高分辨率遥感影像在水土流失定量评价中的应用探讨——以Quickbird影像为例

我国是世界上水土流失最严重的国家之一,水土流失是我国的头号环境问题。从20世纪80年代起,我国开始将GIS技术应用于水土保持领域,主要是将GIS与通用水土流失方程结合来估算坡面土壤侵蚀,方程中的作物管理因子(C)和水土保持措施因子(P)主要是基于中低分辨率影像来获得的;对于沟蚀,目前主要采用GPS测量或实地调查等方法进行小尺度上的研究,对于大尺度范围上的研究甚少。针对上述两个问题,将高分辨率影像Quickbird与GIS相结合,探讨高分辨率遥感图像在水土流失定量评价中的应用,提出新的计算C、P因子的方法,较大地提高了C、P因子的准确度;同时,获得了研究区的侵蚀沟密度空间分布图,探讨了依据侵蚀沟密度空间分布图可以进行的相关工作。这都将为水土流失定量评价提供有益参考。     

可打断项目组合选择问题局部敏感性分析

项目组合中各个项目的投资和收益等数据往往通过预测和估算得来,数据的不准确性会给企业决策带来很大风险.因此,企业需要分析参数变化情况对项目组合经济效果的影响,为企业风险防范提供依据.文章首先提出了一个考虑参数变动的可打断项目组合新模型,在其基础上,又提出不考虑可打断项目组合选择模型,然后给出一个算例,通过GAMS/BARON对模型求解,并进一步计算敏感性系数,对参数进行局部敏感性分析,并对各参数的敏感性大小进行了比较,进而对比考虑可打断与不考虑可打断情况下参数不同变动幅度下的敏感性大小.研究结果表明:不同参数变动相同比例时,各参数的敏感性系数大小不同.此外,可打断会对敏感性系数大小产生较大影响.通过敏感性系数大小比较能够确定各参数的重要程度,该结果对企业预防风险和决策具有很好的现实意义.