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Forecasting of rainfall and subsequent river runoff is important for many operational problems and applications related to hydrology. Modeling river runoff often requires rigorous mathematical analysis of vast historical data to arrive at reasonable conclusions. In this paper we have applied the stochastic method to characterize and predict river runoffofthe perennial Kulfo River in southem Ethiopia. The time series analysis based auto regressive integrated moving average （ARIMA） approach is applied to mean monthly runoff data with 10 and 20 years spans. The varying length of the input runoff data is shown to influence the forecasting efficiency of the stochastic process. Preprocessing of the runoff time series data indicated that the data do not follow a seasonal pattern. Our forecasts were made using parsimonious non seasonal ARIMA models and the results were compared to actual 10-year and 20-year mean monthly runoff data of the Kulfo River. Our results indicate that river runoff forecasts based upon the 10-year data are more accurate and efficient than the model based on the 20-year time series. 相似文献
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卫星遥感是耕地资源调查的一种重要技术手段,利用遥感时间序列数据进行耕地提取具有很强的实践意义。光学遥感成像过程易受光照和大气条件影响,在云雨多发地区所能获取的可用数据十分有限;合成孔径雷达(SAR)能够全天时、全天气进行对地观测,但受斑点噪声影响,少见利用其构建时间序列进行信息提取的研究。本文研究了SAR影像时间序列在耕地提取中的适用性,利用江苏省徐州市2009年12月-2010年12月共11景ENVISAT ASAR 影像构建时间序列,目视选取30个5像元×5像元大小的耕地样区,分别统计样区内(相邻位置)与样区间(不同位置)耕地时域后向散射特征的一致性(变异系数);然后利用欧氏距离法、相关系数法以及动态时间弯曲法(DTW)进行研究区的耕地提取。结果显示：相邻位置耕地像元后向散射特性较为一致,平均变异系数为9.96%;不同位置耕地像元后向散射特性一致性也较好,平均变异系数为15.27%。在所选的3种方法中,相关系数法耕地提取精度最高,正确率与完整率分别为86.25%与80.70%;欧氏距离法精度次之,正确率与完整率分别为76.40%与71.93%;DTW效果较差,正确率和完整率分别为62.15%和77.78%。SAR影像时间序列作为一种新的数据组织形式,可用于耕地的有效提取。 相似文献
3.
Jeffrey Park Craig R. Lindberg David J. Thomson 《Geophysical Journal International》1987,91(3):755-794
We present a new method for estimating the frequencies of the Earth's free oscillations. This method is an extension of the techniques of Thomson (1982) for finding the harmonic components of a time series. Optimal tapers for reducing the spectral leakage of decaying sinusoids immersed in white noise are derived. Multiplying the data by the best K tapers creates K time series. A decaying sinusoid model is fit to the K time series by a least squares procedure. A statistical F -test is performed to test the fit of the decaying sinusoid model, and thus determine the probability that there are coherent oscillations in the data. The F -test is performed at a number of chosen frequencies, producing a measure of the certainty that there is a decaying sinusoid at each frequency. We compare this method with the conventional technique employing a discrete Fourier transform of a cosine-tapered time-series. The multiple-taper method is found to be a more sensitive detector of decaying sinusoids in a time series contaminated by white noise. 相似文献
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Climate change and human activity can cause remarkable hydrological variation.Traits of hydrological series such as runoff before and after the change points could be sig-nificantly different,so the calculation of instream ecological water requirements (EWRs) is confronted with more challenges.Taking the Xitiaoxi River (XTXR) in the upper reach of the Taihu Lake Basin as an example,this paper investigates the calculation of EWRs using the range of variability approach (RVA) under changing environment.The change point diagnosis of the natural and observed runoff series are conducted for XTXR.Then,differences in the hydrological alternation indicators and instream EWRs processes obtained from various daily runoff series are compared.It was found that the natural and observed annual runoff series in XTXR from 1957 to 2018 both show significant variations,and the change points are in 2007 and 1999 respectively.If runoff data before the change points or all runoff data are used,the instream EWRs obtained from natural runoff are significantly lower than those obtained from the observed runoff.At the monthly time step,EWRs differences within a year mainly oc-curred from May to August.Also,calculation results of the instream EWRs are strongly re-lated to the selected period of runoff series.The EWRs obtained using runoff series after the change points have rather acute fluctuation within a year.Therefore,when the RVA method is used under changing environment,the instream EWRs should be prudently determined by comparing different calculation results on the basis of river runoff restoration and variability analysis.To a certain extent,this paper enriches our understanding about the hydrological method for EWRs estimation,and proposes new ideas for future research on EWRs. 相似文献
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基于特征的时间序列聚类方法研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
时间序列聚类可以根据相似性将对象集分为不同的组, 从而反映出同组对象的相似性特征和不同组对象之间的差异特征。当序列维度较高时, 传统的时间序列聚类方法容易受噪声影响, 难以定义合适的相似性度量, 聚类结果往往意义不明确。当数据有缺失或不等长时, 聚类方法也难以实施。基于上述问题, 一些学者提出了基于特征的时间序列聚类方法, 不仅可以解决上述问题, 还可以发现序列本质特征的相似性。本文根据时间序列的不同特征, 综述了基于特征的时间序列聚类方法的研究进展, 并进行了分析和评述;最后对未来研究进行了展望。 相似文献
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D. R. Barraclough J. G. Carrigan & S. R. C. Malin 《Geophysical Journal International》2000,141(1):83-99
Our main purpose is to collect all magnetic intensity data observed in the vicinity of London and to adjust these to a common site (Greenwich) to complement the 400-year series of declination ( D ) and inclination ( I ) data of Malin & Bullard (1981 ). The present series is necessarily shorter, since a method for the measurement of intensity in absolute units was not devised until 1832. We have also supplemented the D and I series of Malin & Bullard with recently acquired data.
We have also made observations of D , I and total intensity ( F ) at a number of the sites, partly to bring the series up to date and partly to check on the site differences. With the increasing urbanization of London it is necessary to seek data from remoter sites. It is shown that the site differences change significantly with time, but that allowance can be made for this.
We present curves of our best estimates of the variation of D , I , F and the horizontal intensity ( H ) that define the complete geomagnetic vector at Greenwich for the interval 1820–1998. Frequency analysis shows little support for a 60-year line in the power spectrum. Within the uncertainty of their determinations, there is good continuity between archaeomagnetic intensity measures and the present results. The moving eddy hypothesis of Malin & Bullard is found to be untenable. 相似文献
We have also made observations of D , I and total intensity ( F ) at a number of the sites, partly to bring the series up to date and partly to check on the site differences. With the increasing urbanization of London it is necessary to seek data from remoter sites. It is shown that the site differences change significantly with time, but that allowance can be made for this.
We present curves of our best estimates of the variation of D , I , F and the horizontal intensity ( H ) that define the complete geomagnetic vector at Greenwich for the interval 1820–1998. Frequency analysis shows little support for a 60-year line in the power spectrum. Within the uncertainty of their determinations, there is good continuity between archaeomagnetic intensity measures and the present results. The moving eddy hypothesis of Malin & Bullard is found to be untenable. 相似文献
7.
位于柴达木盆地南缘中部的格尔木河是盆地内第二大河流,利用收集到的格尔木水文站1991年至2018年共28年的地表径流日监测数据,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall(MK)检验法和滑动t检验法(Moving t-test,MTT),以及滑动移除近似熵(Moving Cut data-Approximate Entropy,MC-ApEn)法对径流数据进行了趋势和突变特征分析。结果表明:1)格尔木河流域径流量年际变化相对稳定,呈现缓慢增加趋势,其速率为1.89×108 m3·(10a)-1,但年内平均径流量变化极不均衡,夏秋季径流量相对较大,占年径流总量的53.86%,其中7月径流量最大,占年径流总量的14.6%。2)联合MC-ApEn方法和MTT方法能准确确定出突变点位置,突变探测能力较好。MK方法和MTT方法分别受时间序列长度和时间窗大小的影响,难以准确识别出突变特征,其中MK方法仅能识别出较少的突变点。3)根据MK方法得出的结果,格尔木河年月日尺度的流量序列数据的突变点位于2007年附近,可能与2007年的流量幅值偏小有关。联合MC-ApEn方法和滑动t检验法,在月尺度序列上给出的稳定突变点分布在1996年、2001年、2009年和2015年,结合2010年格尔木发生的大洪水事件,2009年的突变可能指示了该次事件的异常。 相似文献
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基于Brown-Forsythe检验的水文序列变异点识别 总被引：11，自引：0，他引：11
当前在水文序列变异点识别中常采用的几种统计方法都对数据有较多假设,当假设不满足时,识别结果通常并不理想。本文根据统计学方差分析的原理,建立了基于Brown-For-sythe检验的水文序列变异点识别方法,并采用该方法对新疆开都河大山口站近50年年平均径流序列进行了变异点识别。研究结果表明,该识别方法继承了Brown-Forsythe检验的优点,对数据不做过多假设,且易于进行多变异点识别,在一定程度上具有比当前所用统计方法更优越的性能。 相似文献
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中国历史时期土地覆被数据集地理空间重建进展评述 总被引：3，自引：0，他引：3
重建长时间序列具有空间属性的土地覆被数据集,对研究历史时期土地利用/土地覆被变化及其气候和生态效应具有重要意义。近年来,国内外学者就定量重建中国区域历史土地覆被数据集进行了积极探索。但由于历史时期土地利用数据来源多元、重建方法多样、验证方式各异等原因,不同学者的重建结果迥异,其中重建方法是导致差异形成的重要原因之一。本文从重建思路、假设和方法、结果验证等方面对覆盖中国区域的主要空间数据集进行了综合评述,结果表明：①基于历史记录的还原法和基于地理空间模型的重建法是历史土地覆被空间重建的主要方法,而根据建模过程,后者又可进一步分为“自上而下”的配置模型和“自下而上”的演化模型法。②基于数量重建进行空间重建是当前历史土地覆被数据集重建的主流,在缺少充分、客观历史数据的条件下,对基础数据、分布控制因素和限制因子进行合理假设是取得合理结果的重要条件。③为提高研究成果的解释力,需要对重建结果进行检验,直接验证法虽较为准确,但受时空尺度限制,具有显著的局限性,间接验证法可作为有效的补充。 相似文献
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海量三维地形数据集的流式处理 总被引：1，自引：0，他引：1
该文提出基于网络实时交互的海量三维地形数据的流式处理方案。通过一个输出恒定的动态多分辨率简化算法,对三维地形数据进行裁剪简化,实现与总数据量和视点位置无关的恒定数据量输出;在算法输出的非均匀高程矩阵上,进一步采用三维地形数据流式编码解码算法,将高程矩阵进行离散余弦变换到频率域,并根据频谱分析结果引入累进式传输编码解码,结合服务质量控制,根据客户端和网络的性能状况进行自适应调节。实验表明,流式处理方案可以根据运行平台性能提供不同质量的场景复原,达到基于网络的实时交互性能。 相似文献
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基于Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征的盐城滨海湿地植被分类 总被引：1，自引：0，他引：1
滨海湿地是具有重要功能的特殊海陆过渡带生态系统,精准获取滨海湿地植被时空分布信息具有重要意义。传统的湿地遥感观测研究集中于高空间、高光谱分辨率影像分类,往往受限于数据成本和覆盖范围,仅适用于小区域湿地监测。Sentinel-2A/B卫星影像时空分辨率高且免费共享,为大区域滨海湿地动态监测提供了可能。本文采用2018年Sentinel-2影像,提出像元级SAVI时间序列及双Logistic植被物候特征拟合重构模型,采用随机森林算法进行盐城滨海湿地植被分类,探讨Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征分类方法的适用性。结果显示,分类总体精度达87.61%,Kappa系数为0.8358,分类结果与湿地实况相吻合,比常规单一时相分类精度总体提高19.57%。植被判别物候特征参数可为影像数据缺失或不足的滨海湿地分类提供不同植被的判别依据。研究表明,基于像元级时间序列植被物候特征的分类方法能实现植被群落混生带的精准分类以及对“异物同谱”植被的有效区分,对大区域滨海湿地植被分类具有很好的适用性,有效提高了滨海湿地植被分类精度。 相似文献
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大多数旅游需求预测研究是基于目的地游客总数或消费总量开展的,尚未按不同的旅游目的或客源地细分进行预测.以天津欢乐谷主题公园为案例地,选择2014年第40周到2015年第26周为研究时段,利用通信大数据,提出了一种面向客源地的聚类-ARIMA组合预测模型.通过对不同客源地的时序数据进行聚类,选取各类别中的代表性客源地分别构建ARIMA预测模型.结果表明:对欢乐谷主题公园各客源地分别建模与聚类后通过6个代表客源地建模得到的结果一致;后者可以降低80%的预测成本.该方法具有较高的预测精度和较低的计算成本,适合面向客源地的短期旅游需求预测,可为旅游目的地提供更具针对性的旅游需求管理、分析与决策支撑. 相似文献
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Based on the daily runoff data from 20 hydrological stations above the Bengbu Sluice in the Huaihe River Basin during 1956-2010, run test, trend test and Mann-Kendall test are used to analyze the variation trend of annual maximum runoff series. The annual maximum series (AM) and peaks over threshold series (POT) are selected to describe the extreme distributions of generalized extreme value distribution (GEV) and generalized Pareto distribution (GPD). Temporal and spatial variations of extreme runoff in the Huaihe River Basin are analyzed. The results show that during the period 1956-2010 in the Huaihe River Basin, annual maximum runoff at 10 stations have a decreasing trend, while the other 10 stations have an unobvious increasing trend. The maximum runoff events almost occurred in the flood period during the 1960s and 1970s. The extreme runoff events in the Huaihe River Basin mainly occurred in the mainstream of the Huaihe River, Huainan mountainous areas, and Funiu mountainous areas. Through Kolmogorov-Smirnov test, GEV and GPD distributions can be well fitted with AM and POT series respectively. Percentile value method, mean excess plot method and certain numbers of peaks over threshold method are used to select threshold, and it is found that percentile value method is the best of all for extreme runoff in the Huaihe River Basin. 相似文献
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基于大数据的极端暴雨事件下城市道路交通及人群活动时空响应 总被引：3，自引：1，他引：2
随着全球气候变化加剧,极端降雨增多,暴雨内涝灾害频发,严重威胁城市的可持续发展。快速掌握暴雨给城市交通及人群的影响,有助于提高灾害应急管理水平和事件响应能力。利用实时动态的交通路况信息和手机定位请求数据,通过一种融合STL时序分解技术与极端学生化偏差统计检验的时间序列异常探测方法,监测和分析暴雨内涝灾害事件中,城市道路交通和人群活动的时空响应特征,并以2018年7月16日发生在北京的极端暴雨事件为例开展实证研究。研究结果显示,在降雨集中的早、晚高峰两个时段（8—9时、18—19时）,市区的拥堵道路数量超出往常水平最高可达150%,异常检测分析显示拥堵道路数量和交通拥堵指数均达到异常甚至极端水平。人群活动的异常响应分析结果显示,暴雨事件引起定位请求量异常升高、异常点增多,且异常点的空间分布与1 h前的降雨量分布存在较高相关性。以上结果不仅证明了大数据及异常检测方法对于快速洞察暴雨事件对城市交通及人群影响的有效性,也为城市暴雨内涝灾害的应急响应与管理提供了新的技术手段。 相似文献
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经济统计信息往往包含多维属性,需要采用降维方法将多维信息转换到三维以内的空间来实现多维信息可视化,这有助于研究其内在空间分布规律。在评价线性方法 (PCA)、非线性方法 (NLM和SOFM),以及监督分类方法 (SVM)等四种降维方法的基础上,以2007年四川省区县尺度为研究单元,运用不同分类方法针对区县社会经济发展现状进行聚类(分类)处理,并对成果的差异性展开了深入讨论,主要结论如下:PCA虽然能在整体上揭示经济发展趋势,但结果与实际情况差异较大;NLM能很好地展现出四川经济发展的区域态势和核心区域,准确反映了四川经济发展现状;SOFM的分类结果与发展现状较吻合,但局部地区存在一定的错分情况,且不能进行类内目标的比较;SVM是监督分类,需要已知样本来训练分类过程,在样本的选择上存在较大的主观性,且最优参数的搜索过程较为复杂。本文对几种降维方法的比较,并在经济统计领域中的应用,可以为相关的空间多维信息降维研究提供参考。 相似文献
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经验模态分解下中国气温变化趋势的区域特征 总被引：18，自引：0，他引：18
用经验模态分解(EMD) 方法对中国700 多个站(1951-2001 年) 月平均气温进行了分析, 提取气温变化趋势项, 作空间分型, 并计算各站气温变化率, 以地理信息系统为数据处理平台, 以1km×1km 分辨率的DEM 数据作为地形的综合反映, 得到了中国平均气温空间分型和变化率精细化分布图。结果表明: 近50 年来中国北方大部分地区气温变化率多在0.4 oC/10a 以上, 西南和长江中下游部分地区气温变化率较小, 气温变化率为负值区零星状散落 在西南等地区。同时, 1881-2001 年中国9 个区域的气温资料分析表明, 近百年来中国气温变 化趋势以东北、华北、华东、华南、西北和新疆区是持续上升, 西南区呈下降型; 华中区呈倒"V" 型变化, 西藏区趋势不明显。 相似文献
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Summary. Time series of unit vectors occur in geophysics as palaeomagnetic poles or poles of relative motion in plate tectonics, and it is often required to trace a smooth curve through the individual points. A simple method is given for interpolating such time series based on cubic splines. The curve obtained is smooth (e.g. possesses continuous curvature) and does not depend on the choice of coordinate axes. An extension with the same desirable properties is given for the case where the given data are inexact. 相似文献