水文时间序列分析方法研究进展

水文时间序列分析领域的发展对于有效管理和利用水资源至关重要。本文基于WoS核心合集数据库和CNKI数据库,采用文献计量学方法和CiteSpace软件,揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向。首先从水文时间序列的随机性、非线性、不确定性等出发,结合机器学习、神经网络等新兴方法,将水文时间序列分析领域的相关进展分为6个方面。然后,对各方面开展了详细介绍,并与传统方法作对比,总结了传统方法的缺陷;最后,指出提高水文时间序列分析结果准确性的方向,主要包括:(1)在时空尺度上进行建模,并融合多元数据进行分析;(2)将物理机制融入机器学习模型,提高模型的可解释性和泛化能力;(3)在研究过程中考虑气候变化(极端天气事件)和水文过程的耦合;(4)将多个复杂特性综合进行研究,并提高每个复杂特性的研究水平。通过揭示国内外水文时间序列分析领域的发展脉络、研究热点及发展方向,我们能够更好地理解和应对气候变化、极端天气事件以及人类活动对水资源的影响,提高我们对水文过程的认识,为水资源规划、水灾风险管理和可持续发展提供科学依据。

水文时间序列分析方法研究进展

水文时间序列不仅组成复杂,而且特性也复杂多变。目前认为水文时间序列主要表现出随机性、模糊性、非线性、非平稳性和多时间尺度变化等复杂特性。本文首先简要介绍了用于揭示水文过程复杂变化特性的时间序列分析方法的相关进展,包括序列相关性分析方法、水文频率分析方法、模糊分析方法、混沌理论分析方法、信息熵分析方法和小波分析方法等6种。然后,对各种分析方法存在的主要问题和有待解决的问题进行讨论,指出了各种方法应用于水文时间序列分析时存在的主要缺陷和不足。最后指出,不断改进和完善时间序列分析方法,探讨各种方法的联合和耦合,加强物理成因分析和数理统计分析相结合,是提高水文时间序列分析结果精度和可靠性的有效手段,也是研究和解决环境变化影响下水文水资源问题的有效途径。

基于遗传算法的水文时间序列变点分析方法

为处理常规变点分析方法计算复杂、识别全部变点困难等问题,提出了用遗传算法进行水文时间序列多变点分析的一套新方法(AGA-CPAM)。实例计算的结果说明,AGA-CPAM用于水文时间序列多变点诊断简便、可行和有效,在各种非线性时间序列灾变分析中具有推广实用价值。

水文时间序列小波互相关分析方法

本文系统地提出了基于连续小波变换和离散小波变换的小波互相关分析方法,以及小波互相干性分析方法。在介绍水文序列小波互相关系数求解方法的基础上,提出小波互相关度定量指标,用于描述两时间序列在整体时间域上的互相关关系;并进一步提出绘制小波互相关系数等值线图的方法,以实现对时间序列互相关关系进行"时频综合分析"的目的。对黄河利津站和花园口站54年(1950—2003年)年径流序列进行分析,结果显示:时滞为0时序列在时间尺度为3、7、11和20年时具有良好的互相关关系,较传统方法仅揭示两序列在整体时间域上的线性互相关程度具有优越性,应用其可实现由整体到局部认识时间序列互相关关系的目的。能够分析和定量描述非平稳时间序列在特定时间尺度和指定时滞下的互相关关系,可克服传统互相关分析方法的局限,具有更好的灵活性和适用性。

频谱分析方法在水文时间序列代表性分析中的应用

水文序列代表性分析是水文频率计算的一项重要工作 ,水文频率分析成果的质量在很大程度上取决于水文序列的代表性 .目前关于水文序列代表性分析仍缺乏有效的方法 .为此 ,作者将频谱分析法引入水文序列代表性分析 ,并根据频域中水文序列周期的个数 ,判断水文序列是否含有丰、平、枯或大、中、小各种特征量级的序列值 ,从而确定水文序列代表性的优劣 .通过对某站年最高水位序列的频谱分析 ,判断该序列含有一个完整的周期 ,由此推断该序列具有较高的代表性 ,即该序列的频率特性接近于总体分布 ,其频率计算设计成果具有较高的精度 .

水文时间序列趋势分析方法初探

介绍了水文序列趋势性变化的常用分析方法,用陆水流域某站的年径流资料系列对各种方法的计算过程进行了说明,并对有关问题进行了讨论。

基于动态权重的水文时间序列相似性分析方法

水文时间序列相似性分析对于洪水预报、防洪调度等具有参考作用。针对洪水特征的关注重点随研究问题的不同而变化,构建了由过程形态和特征值组成的相似指标体系和加权综合相似性度量指标,提出了基于动态权重的相似性分析方法。引入混合交叉赋权法的原理,在不同研究问题中对相似指标赋予不同权重,然后利用相似指标结合权重查找出相似水文时间序列。以嘉陵江北碚水文站历史洪水过程在不同研究问题时的相似性分析为例,对该方法进行验证,结果表明基于动态权重的水文时间序列相似性分析方法可有效识别相似洪水.在实际问题分析中具有可行性。

水文时间序列变点分析的贝叶斯方法

建立了用于时间序列变点分析的贝叶斯数学模型,以此来研究随机水文时间序列均值的突变。该模型的核心部分是根据观测到的资料,通过蒙特卡洛马尔科夫链随机抽样的方法来估计变点位置的后验概率分布。对应着最大后验概率的位置被认为是发生变点的最可能位置。该方法在长江宜昌站的年径流资料系列上进行了应用。结果发现,在过去120a,长江宜昌站的年最小流量系列和年均流量系列的均值都极有可能存在着突变,而且其变化趋势都是均值明显减少。

水文时间序列突变点分析的启发式分割方法

水文时间序列突变点的检测是水文统计分析中的一项重要内容,但由于水文时间序列的非线性、非平稳性,导致对检测水文时间序列突变点的技术要求较高。建立了时间序列变点分析的启发式分割数学模型,以此来分析水文时间序列均值的突变。以理想的水文时间序列为仿真基础,结合合水水库的月径流序列,采用启发式分割算法得出去除周期成分后的月径流序列的突变点,以此证明了启发式分割算法检测水文时间序列突变的可行性和优越性。结果表明:4个突变点中,3个突变点集中于水库建成后不久,说明人类活动的剧烈影响为主要驱动力,加剧了对入库月径流量的影响,造成月径流的频繁波动和数次突变点的产生。

水文时间序列周期分析方法的研究

水文时间序列基本上具有周期性,但并非物理意义上的周期,而是概率学中的周期。进行时间序列周期的识别和判断是比较难的问题,因此,怎样进行时间序列周期的分析与检测,已经成为水文研究者重点关注的问题。

《大数据分析方法项自实战》

本书对数据分析的作用、意义做了简要概述,使用不同技术详细地向用户解释了初始数据分析、建立和管理数据文件、绘制统计图表、基本统计分析、平均数差异分析、非参数检验、方差分析、相关分析、回归分析、信度分析、聚类分析和判别分析、对数线性分析、时间序列分析、多重响应分析、生存分析、因子和对应分析等内容。

半潜式超大浮体连接器动力特性的一种时间序列分析方法

根据刚性模块弹性连接器 (RMFC)假设研究由 3个模块连接而成的半潜式超大浮体MobileOffshoreBase(MOB)的波浪载荷动力响应。模块和连接器动力响应根据时间序列法计算 ,这种方法包括海况模拟 ,波浪载荷计算和结构响应计算三个主要部分。通过对结构的适当简化 ,根据Airy波理论 ,Morrison公式以及流体中的结构运动方程、弹性连接器变形方程 ,计算求得MOB在不规则海况下的动力响应 ,并将其与相关文献中的结果进行比较 。

市场预测中时间序列的趋势分析方法

市场预测就是运用各种市场资料,通过分析研究和数学方法,测算未来一定时期内市场需求与供应量的变化及趋势,为生产和流通部门及企业制定计划目标,进行营销决策提供科学依据。当前,企业正面临一个转换经营机制,向市场经济过渡的新课题,因此,掌握科学的预测技术,对于一个企业家来说,无疑是非常重要的,美国克莱斯勒汽车公司由于对能源危机预测的失误,做出错误的决策,曾使公司濒临破产。实践证明,准确的预测,对企业是生命攸关的。

时间序列分析方法在医院检验科工作量预测中的应用

目的探讨时间序列分析在检验科工作量预测中的应用.方法根据我院检验科1994年3月至2004年6月的工作量资料,采用ARIMA时间序列分析方法建立一个简单实用的时间序列模型.结果1994年3月至2004年6月检验科的工作量沿逐年上升的趋势波动,该模型对2004年3月到6月检验科工作量预测的相对误差为1.36%～5.17%,预测结果比较满意.结论在工作量的近期预测中应用ARIMA时间序列模型分析方法对医院检验科工作具有一定的积极指导意义.

几种时间序列分析方法的比较与应用

一、几种时间序列分析方法的简单比较 时间序列分析技术是通过对预测目标自身时间序列的处理,来研究其变化趋势的方法.本文把时间序列预测技术大致分成三个方面,即:"确定性时序分析法"、"随机(非确定性)性时序分析法"及"确定性加随机性时序组合模型分析法". ……

应用时间序列分析方法预测油气管线点腐蚀深度扩展

点腐蚀是影响油气管线剩余寿命的重要因素,预测油气管线的点腐蚀深度扩展行为是评价管线剩余寿命的关键步骤之一。基于时间序列分析处理动态数据的特性,建立了点腐蚀观测数据时间序列分析模型,并结合实例对方法的有效性进行了分析,结果表明,应用时间序列分析预测油气管线点腐蚀深度扩展是切实可行的。

现代经济计量分析方法研究——以时间序列模型为例

现代经济计量分析方法是当前比较流行且实用性非常高的经济分析方法,已经得到广泛的应用并显示了独特的优势。但在实际应用中计量分析方法还是有很多的问题存在。本文使用计量模型中的时间序列模型,以影响内蒙古GDP因素分析为例,说明了计量方法的使用步骤、数据选取的重要性以及模型本身的科学性,重点分析了模型应用中可能存在的多重共线性、异方差与自相关问题,并结合实例说明之。

水文时间序列分析计算方法的研究进展与展望

综合分析了国内外关于水文时间序列分析计算方法的研究成果和进展情况,指出了各自的优越性和不足,对未来发展趋势进行了展望。