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现代中长期水文预报方法应用示例

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:经过试算,选用的状态界限值η={-2%,-0.5%,0.5%,2%},将相对误差序列划分为五个区间,即状态数为m=5。相对误差的状态空间划分见表10.14。表10.14寸滩站年最高水位预测相对误差状态划分据此可求出相对误差序列所处的状态,同时根据马尔科夫预测模型可以计算出状态转移概率矩阵。由表10.13 可知,2000年GM(1,1)模型预测的相对误差为δ=1.09%,由于0.5%<δ<2%,所以目前状态为4。

现代中长期水文预报方法应用示例

以寸滩站1950~2001 年年最高水位序列为研究对象,先用1950~2000年的数据建立灰色马尔科夫预测模型,再对2001 年最高水位进行预测,建模序列长度N=51。

时间相应函数为:

表10.13 寸滩年最高水位GM(1,1)模型计算成果表

续表

(2)根据马尔科夫链理论,对相对误差序列δ(k)建立马尔科夫预测模型,确定状态转移概率矩阵

对寸滩站最高水位的预测,其状态界限是不确定的。因此求状态转移概率矩阵时,可以采用试算法:先选取一组状态临界值,求出概率转移矩阵,并用已知数据进行检验,合格率高者为选用的状态界限值。经过试算,选用的状态界限值η={-2%,-0.5%,0.5%,2%},将相对误差序列划分为五个区间,即状态数为m=5。相对误差的状态空间划分见表10.14。

表10.14 寸滩站年最高水位预测相对误差状态划分

据此可求出相对误差序列所处的状态,同时根据马尔科夫预测模型可以计算出状态转移概率矩阵。其中一步转移概率矩阵如图12.12所示。

图10.12 一步转移概率矩阵(www.xing528.com)

(3)预测2001 年寸滩年最高水位。由表10.13 可知,2000年GM(1,1)模型预测的相对误差为δ=1.09%,由于0.5%<δ<2%,所以目前状态为⊗4。考察一步转移概率矩阵,由图10.12 可知,由状态⊗4转移到状态⊗3的概率最大,于是可知GM(1,1)模型预测寸滩2001 年年最高水位的相对误差在-0.5%~0.5%之间。由于GM(1,1)模型的预测值为178.8m,由式(10.24)可得修正后的预测值为(177.91,179.70),即组合模型预测2001 年寸滩最高水位在177.91~179.70m 之间,实际值为178.19m,效果较好。

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