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1.
水文时间序列复杂特性的研究与定量表征 总被引：4，自引：1，他引：3
应用小波分析方法及相关理论,以海河流域黑龙洞泉域47a(1956～2002年)年降雨序列和黄河利津站54a(1950～2003年)年径流序列为例.深入研究并定量描述随序列长度变化时水文时间序列主周期值和复杂特性的变化规律和特征.分析结果显示:不同方法(熵谱分析(MESA)、连续小波变换和小波方差分析)对相同长度序列的周期识别结果一致,不同长度序列的主周期值不同;此外,不同长度序列(包括原序列和消噪序列)的信息量系数(ICF)和分维数(D)也不等.研究结果表明:(1)水文序列特性复杂多变,存在整体变化特性和十分复杂的局部特性;(2)由局部特性发生变化造成序列的复杂程度随序列长度而变化,从而引起序列主周期值及复杂度(ICF和D)随序列长度变化而变化;(3)相比于序列的整体变化特性.局部特性更加复杂多变且更难以进行描述,因此也难以进行准确地模拟预测.对于引起水文序列局部特性变化的物理机制仍需进行深入探讨. 相似文献
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介绍了Donoho的小波域阈值去噪处理方法,提出了对小波变换尺度上小波系数进行分时分频相关处理去噪后,再重构小波系数的方法,以去除大部分随机噪声。然后,再对重构后地震剖面进行小波域阈值去噪处理。结果表明,使用上述新方法可以有效改善地震剖面处理效果,提高信噪比。 相似文献
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小波分解层数的合理选择是水文序列小波分析结果的重要影响因素。在详细分析和定量描述不同类型噪声的能量分布规律的基础上,依据水文序列中确定成分和噪声成分的能量分布规律的差异,提出了一个小波分解层数选择方法。通过对不同类型模拟序列和不同特性实测水文序列进行分析,验证了所提方法的有效性和实用性。结果表明:序列组成、噪声含量等因素对小波分解层数的选择结果有较大影响,但噪声类型对小波分解层数选择结果影响较小;应用该方法确定小波分解层数的同时,还可以有效地识别和区分各层上是确定成分或是噪声成分,进而可为序列模拟预测提供依据。由于所提方法基于水文序列不同成分变化特性的差异建立,因此有较好的物理依据且分析结果合理可靠。 相似文献
4.
径流时间序列混沌特性识别的常用方法是基于相空间重构的关联维数法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵法。引入一种新的时间序列混沌特性识别方法:0-1混沌测试方法。该方法直接应用于时间序列不需要相空间重构,并且通过量化指标Kc是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。以Logistic映射生成的序列、金沙江流域和美国Umpqua河多年日径流序列为研究对象,首先利用0-1混沌测试方法进行了混沌特性识别和判定;然后基于相空间重构,运用相空间重构、伪最近邻点法、关联维数方法、最大Lyapunov指数法和Kolmogorov熵5种非线性研究方法分析了这两列径流时间序列混沌特性。研究结果表明0-1混沌测试方法简单有效。以上方法交互验证了该两列径流时间序列存在低维混沌特性。 相似文献
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预测滑坡地下水位的动态演变过程对滑坡稳定性分析具有重要意义, 三峡库区库岸滑坡地下水位时间序列受多种因素影响, 呈现出高度非线性非平稳的特征.为对其进行预测, 提出一种基于相空间重构的小波分析-粒子群优化支持向量机(wavelet analysis-support vector machine, 简称WA-PSVM)模型.该模型引入小波变换法对地下水位序列进行时频分解, 将非平稳的地下水位序列转变为多个不同分辨率尺度下的较平稳的地下水位子序列; 然后重构各子序列的相空间, 再利用PSVM(全称support vector machine)模型对地下水位各子序列进行预测, 最后将各子序列预测值相加得到最终预测结果.以三峡库区三舟溪滑坡前缘STK-1水文孔日平均地下水位序列为例, 首先分析滑坡前缘地下水位变化的影响因素, 再将WA-PSVM模型应用于地下水位预测, 并与单独PSVM模型和小波分析-BP网络模型(wavelet analysis-back propagation, 简称WA-BP)作对比.结果表明: 滑坡前缘地下水位受降雨和库水位影响较大, 利用WA-PSVM模型对STK-1水文孔地下水位进行预测的均方根误差为0.073m、拟合优度为0.966, WA-PSVM模型预测精度高于单独PSVM模型和WA-BP模型.WA-PSVM模型解决了地下水位序列非线性非平稳的问题, 在不考虑影响因素的情况下能获得满意的预测效果, 具有较高的建模效率和较强的实用性. 相似文献
6.
为了提高地震剖面的信噪比和分辨率，使反射同相轴容易被识别和追踪，这里提出了一种应用小波算法及C3相干算法检测地震反射同相轴的新方法。利用小波算法提高地震剖面分辨率，减少大部分随机噪声，再运用C3相关算法和倾角扫描法检测地震剖面同相轴。应用该方法对模型数据进行了试算，证明了可行性，然后检测实际地震剖面同相轴，处理后的地震剖面同相轴品质及连续性都有了明显改善，信噪比增强，分辨率相应提高。 相似文献
7.
基于小波变换和GALSSVM的边坡位移预测 总被引：1，自引：0，他引：1
边坡变形是一个受多种因素综合作用的复杂非线性动力学演化过程,用现有的物理模型来解决边坡变形的预测问题有很大难度。大量的研究工作表明,用实测的边坡位移时间序列来预测边坡未来变形更为准确,而将多种方法组合起来进行预测成为研究的主要趋势。在此基础上,建立了一种基于小波变换和进化最小二乘支持向量机(GALSSVM)的边坡位移预测模型。首先利用小波变换将边坡时间序列分解为低频分量和高频分量,然后利用互信息法和伪近邻法得到各分量的时间延迟和嵌入维数并进行相空间重构,再根据各个相空间的特点建立相应的GALSSVM预测模型,最后把各分量的预测结果进行小波重构,重构后的结果即为最终的边坡位移预测结果。对丹巴滑坡预测研究表明,这种新的预测模型具有较高的预测精度,可以应用于实际工程 相似文献
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利用北江干流4个水文站资料建立了年最大洪峰流量序列,运用线性回归分析序列的趋势,利用Mann–Kendall法识别突变点,应用经验模态分解(EMD)分析序列的周期,采用R/S法分析序列的持续性特征,并初步探讨了序列的影响因素。结果表明:4个测站的序列均呈不显著增加趋势,不存在显著突变点,有4~6a、8~10a等多个波动周期;4个序列都具有长期记忆性,未来仍将呈不显著增加趋势。相关性分析表明,南亚夏季季风是序列的显著影响因素,太阳活动则可能影响其周期性。 相似文献
9.
利用连续小波变换方法对潜水位进行气压和潮汐改正 总被引：1，自引：0，他引：1
以河北省农林科学院衡水市旱作节水农业实验站(旱作所)H5观测资料为例,利用连续小波变换(CWT)对气压、理论固体潮和浅层地下水位进行了多时间尺度分析,结合小波方差分析确定了气压、固体潮和地下水位等水文时间序列的主要周期(或频率)成分和能量分布;再运用连续小波逆变换在主要周期尺度上重构了气压、固体潮和地下水位时间序列,用最小二乘法求出了水位对不同频率气压和固体潮的敏感程度(即响应系数),依此消除气压和固体潮对观测水位的影响;最后通过极差和标准差评判改正效果。结果表明:旱作所H5观测孔水位受气压影响较大,气压系数为0.799~0.881cm/HPa;对固体潮的响应较小,固体潮系数均接近于0cm/μGal;响应系数的频率效应不明显;与采用一般线性回归方法和快速Mallat离散小波变换算法相比,CWT方法所得气压系数和固体潮系数的地球物理意义更明确;3种计算方法得到的水位改正结果显示,CWT方法与Mallat算法接近,优于一般线性回归方法。 相似文献
10.
针对传统中长期水文预报方法模拟预测结果精度低、未考虑水文不确定性因素的影响等问题,本文将小波分析(WA),人工神经网络(ANN)和水文频率分析法联合使用,建立了不确定性中长期水文预报模型:即在应用WA揭示水文序列变化特性的基础上,将原序列分为主序列和随机序列两部分,然后利用ANN对主序列进行模拟预测,对随机序列进行水文频率分析,最后将两部分结果叠加作为最终预测值.将该模型用于黄河河口地区作中长期水文预报,并与传统方法作对比,进行模型验证.结果显示:该模型能同时揭示序列的时、频结构和变化特性;预报值结果精度高;且合格率高;能定量分析和描述水文不确定性因素对预报结果的影响,可得到不同频率对应水文序列的模拟预测值.因此该模型的预报结果更加合理有效,对实际生产应用更具有指导意义. 相似文献
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为识别年径流量序列的隐含周期,提出基于加速遗传算法的熵谱估计算法,与传统的方差谱和Burg谱相比,该方法由熵谱分析的4个等价条件构建多目标函数,并以加速遗传算法作为优化算法,谱估计结果不依赖于初始值的选取,对数据长度、信噪比和初相位有较强的适应性。在三川河流域后大成站1956-2000年径流量序列周期识别中的应用结果表明,在95%的置信检验水平下,序列中存在着12.29年和2.67年的显著隐含周期,为三川河流域年径流的变化规律和变化的阶段性研究提供了一条新的定量研究手段。 相似文献
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基于数学形态学多尺度分析的顶板下沉量预测 总被引：1，自引：0，他引：1
利用实测顶板沉降序列预测顶板下沉量是分析顶板稳定性的有效手段。提出基于数学形态学（MM）的预测方法,将沉降序列视为一组信号,用多尺度形态学算法将其解耦为若干分量,用最小二乘支持向量机（LSSVM）算法对各分量进行预测,叠加还原得到最终预测结果。根据某金矿762采场预控顶板AIII测点实测沉降时序,建立MM-LSSVM模型进行预测研究。研究结果表明,MM-LSSVM的解耦处理强化了各分量内部规律、弱化了相互干扰。与其他传统预测算法相比,MM-LSSVM的平均绝对百分误差和均方根误差大幅下降,预测精度显著提高。 相似文献
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The objective of research done in this study is to examine the variability of the length of day (LOD) and to investigate its correlation with ENSO (El Niño-Southern oscillation) episodes. For this purpose, the LOD time series (1962–2015), from the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), is investigated using the Singular Spectrum Analysis (SSA) technique. The results show that the LOD time series is very complex and is composed of several components: the long-term trend explains 95.97% of the original series, the annual harmonic 1.76% and the semi-annual 1.35%. Considering sea surface temperature anomalies (SSTA) index over the Niño3, Niño4 and Niño3.4 regions, Southern Oscillation Index (SOI) and Multivariate ENSO Index (MEI), the residuals signal, that represents only 0.92% of the initial LOD series, indicate a significant correlation with ENSO occurred during 1965–66, 1972–73, 1982–83 and 1997–98 El Niño events and 1970–71, 1973–74, 1988–89, 2007–08, 2010–11 La Niña ones. This is a pertinent result that suggests that LOD variability is at least partly related to ENSO phenomena. 相似文献
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变化环境下水文序列常表现出非一致性,导致基于独立同分布假设的频率分析方法受到严峻挑战,故亟需研究适用于非一致性水文序列的频率分析方法。针对具有趋势变异的水文序列,提出了一种考虑局部趋势的非一致性水文频率分析方法:以具有局部与整体趋势识别能力的滑动窗口趋势分析法诊断序列;构造时变概率分布模型组,采用融合了贝叶斯理论的广义极大似然法估计模型参数;优选模型并按照等可靠度原则推求设计值及置信区间。应用该方法对甘肃石羊河流域红崖山水库站年径流量序列开展了实例研究,结果表明从设计值及95%置信区间角度看,所提方法与现行的一致性频率分析方法及考虑整体趋势的时变分布方法相比存在一定的差异,揭示了在准确识别序列局部或整体趋势成分的基础上,开展非一致性水文频率分析有助于合理估计设计值。 相似文献
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This study explores a new form of Discontinuous Deformation Analysis (DDA) method, which uses mesh free displacement functions instead of linear polynomial ones adopted in the original DDA, hence it can effectively describe complex block displacements and deformations. Moreover, the capability of describing a block’s nonlinear mechanical behaviors, i.e., plasticity and fracture, are developed under classical fracture and increment plasticity mechanics theories. With consideration of computation efficiency and convenience, the Sibson natural neighbor interpolation technique for block plasticity analysis and the enriched Moving Least-Squares (MLS) approximation for block fracture analysis are employed, respectively. Numerical results show the applicability of the proposed mesh free DDA method. 相似文献
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遥感技术应用于地表面蒸散发的研究进展 总被引：31，自引：4，他引：27
蒸散既是地表水分循环的重要组成部分,也是能量平衡的主要项。地表热量、水分收支状况在很大程度上决定着地理环境的组成和演变,清楚地认识蒸散发,对了解大范围内能量平衡和水分循环具有重要意义。目前,已发展了从
传统方法、模拟方法到遥感方法的很多种方法用于估算蒸散发。遥感方法以其能够获知大范围地表特征信息的优势为较准确估算地表蒸散发提供了可能,从而受到人们的日益重视。介绍了研究蒸散发的各种方法,并探讨了利用遥感方法研究蒸散发的优缺点和未来的发展前景。 相似文献
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岩石破坏时的临界断裂特征,如过程区长度,裂缝口张开位移是运用断裂力学解决岩石断裂问题的关键所在。传统测量方法,如应变片、直线位移传感器无法获得岩石破坏时的全场变形,因此,也无法准确地获得上述断裂特征。数字图像相关法是一种光学的变形测量方法,其通过试样表面的数字图像采集及相关计算,能够获得岩石破裂过程各个阶段的高精度全场变形特征。利用该试验手段,对两类岩石,即相对较硬的大理岩和相对较软的黄砂岩开展了一系列半圆盘三点弯曲断裂试验并获得了岩石断裂时的临界变形场,对变形场进行分析,从而确定了两类岩石破坏时临界特征、过程区长度及裂缝口张开位移。结果表明,大理岩的断裂过程区长度明显小于黄砂岩的断裂过程区长度,峰值时黄砂岩COD的值均大于相同裂纹长度的大理岩,而较软岩的力学行为更容易受边界效应的影响。上述研究有助于进一步了解不同类型岩石的断裂发展过程并采用相应的方法来解决岩石破裂问题。 相似文献
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A climatic regionalization of the Tibet (Xizang) Autonomous Region (TAR) is developed based on a multivariate analysis of temperature and precipitation records of two data sets from the periods 1971–1980 and 1980–1989. For these two decades 15 selected variables of the 29 meteorological stations — in total more than 50,000, partly handwritten original data — were computed. Three different statistical approaches, Cluster Analysis (CA), Factor Analysis (FA) and Discriminant Analysis (DA) were followed up. The vast expanse (1.2 million km2) and the pronounced relief of the TAR (between 500 m and 8,848 m in elevation), the low density and unequal distribution of meteorological stations, as well as uncertainties inherent in the selection of statistical methods, restricted and hampered the separation of coherent climatic subregions using multivariate statistics. However, a solution comprising of nine clusters, representing the different climatic conditions of Tibet, was found.The results of the multivariate statistical analyses were compared with traditional classification schemes published by the Chinese Academy of Sciences (CAS). The Chinese classifications from the years 1982 (CAS 82) and 1984 (CAS 84) are here presented to the scientific community of the western countries for the first time (Fig 2 and 3). The main aim of these Chinese climatic classifications in Tibet was the delineation of areas with the best climatic conditions for agricultural land-use. In comparison, the aim of this paper was to establish a new classification of Tibet's climate, mainly based on measurements of climatic elements analyzed with multivariate statistical procedures following up the approach of McGregor (1993). The Factor Analysis (FA) included the temperature factor, which explains 46% of the total variance, whereas 32% is explained by the winter moisture and 12% by the moisture factor.For temperatur zonation and, in particular, for the distribution of precipitation, the high mountain topography of Tibet is interpreted as the determining factor. The new climatic classification derived from multivariate statistics allows a more dynamic interpretation of the climatic cluster pattern. First, it shows the channelized influence of the summer monsoon along the southeast-northwest- and east-west-trending broad valleys north of the Gulf of Bengal. This is also obvious in the pattern of the temperature and moisture factors. Second, it can be supposed that a general south-trending influence of the winter monsoon, in combination with a northwest-trending influence from the Bay of Bengal leads to more irregular relief- and wind-dependent pattern, which can be estimated from the distribution of the winter moisture factor. 相似文献
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关于第四纪早期构造事件的年代学研究取得了大量数据,但对构造事件的表现形式缺乏认识。文章通过对海原断裂带内拉分盆地演化趋势及年代学研究,认为海原断裂带内的最新拉分盆地形成于1.6MaB.P.之后,代表一次新断裂的形成时期,且新断裂走向与先存断裂有一定的逆时针夹角。通过对青藏高原中部可可西里-东昆仑断裂带构造地貌的遥感解译和强震破裂调查,认为可可西里-东昆仑断裂带是一条具有新生性的强震构造带,新断裂形成时期为1.10~0.65MaB.P.之间,其构造带内的新生性断裂走向与先存断裂亦有一定的逆时针方向夹角。两条断裂带具有一致的演化趋势,说明在早更新世中后期存在区域性的构造事件,该事件表现为一系列新生性断裂的产生。 相似文献