基于EnKF法的径流数据同化对SWAT模型参数优化效果评估

基于集合卡尔曼滤波(EnKF)法,在合理量化模型模拟和径流观测误差、有效处理模型参数演变及过拟合问题的基础上,以淮河上游淮滨水文站以上流域为研究区,构建了基于径流数据同化的SWAT分布式水文模型参数优化方案,就站点实测径流数据同化对模型参数的优化效果进行了评估。结果显示,数据同化过程中,被更新的模型参数集合逐渐收敛并趋于稳定,基于稳定后的参数获得的模拟径流与实测径流过程接近,流域出口径流模拟的纳什效率系数可达0.88,说明基于EnKF法的径流数据同化对SWAT模型参数具有一定的优化估计能力,且采用数据同化方式进行模型参数率定具有一定的可行性。

基于综合集成赋权法的公交发车频率优化模型

公交线路发车频率优化是公交运营调度的重要组成部分.本文提出一个公交线路发车频率优化模型,该模型以乘客和运营者总费用最小为目标,兼顾了乘客和运营者双方的利益,同时,为了确定乘客的费用和运营者的费用相对重要程度,采用了一种综合集成赋权法对二者进行权衡,通过大连市公交系统的数据对该模型进行了标定.并开发一种启发式算法——SCE-UA算法,对该模型进行求解.最后,以大连市23路、406路公交线路为例,对该模型和算法进行了测试.结果显示,该模型可以有效地平衡运营者和乘客之间的利益,改进公交线路的运营效率,同时也表明SCE算法具有良好的收敛性能.

考虑岩溶地貌影响的天一水库入库洪水模拟方法研究

喀斯特地区岩溶的存在导致径流形成过程更加复杂,且水利工程的建设加剧了流域产汇流过程的复杂性和不确定性。基于此考虑上游喀斯特地貌影响,应用面向喀斯特地貌的新安江模型,建立了半分布式的南盘江天一水库入库洪水模拟模型。结果表明:①所建立的喀斯特新安江模型较好地模拟了天一水库入库洪水过程,各分区模拟精度指标高于传统新安江模型;②无论是率定期还是检验期,基于所建立模型的天一入库洪水过程串联模拟的纳什效率系数(NSE)均大于0.86,水量误差控制在12%以内,说明所建立的模型模拟结果较好;③对天一水库2018—2020年6场典型入库洪水进行预报精度评价,结果表明所建立分区预报方案达到规范精度要求。因而研究结果可以为天一水库上游喀斯特地区的水文模拟提供参考。

同化遥感信息与WheatSM模型的冬小麦估产

小麦生长模型WheatSM是针对中国不同冬小麦品种类型研发的,已在科研和业务中得到应用。将遥感信息与作物生长模型耦合,进行区域大范围作物长势监测与估产具有重要的应用价值。以位于中国冬小麦主产区的河南省鹤壁市为研究区,分别利用SCE-UA优化同化法和EnKF同化法,将经优化重建的2013—2017年MODIS LAI时间序列数据和小麦生长模型WheatSM进行耦合,在站点和区域两种尺度开展冬小麦估产研究。结果表明:单站点运行时,在小麦模型参数严格标定的前提下,引入本身带有不确定性的遥感数据,并不能提高模型模拟结果的精度;遥感观测数据的质量对EnKF算法同化结果的影响大于对SCE-UA优化算法同化结果的影响;在区域尺度运行时,SCE-UA优化同化和EnKF同化模拟单产精度较同化前均有明显提高,分县模拟单产与统计单产相比,RMSE由2036.0 kg·hm^-2分别降低到1641.6 kg·hm^-2和1587.7 kg·hm^-2,分别降低19.4%和22.0%,且EnKF同化法的运行效率显著优于SCE-UA优化同化法。研究结果可为WheatSM小麦生长模型与遥感信息同化策略的选择提供依据。

空间天气探测数据的同化处理

讨论空间天气探测数据同化处理有关的几个问题. 空间天气探测数据的特点要求对数据进行同化处理; 进行同化处理必须具备观测数据的统计特性及参数间所满足的物理规律方面的知识; 数据同化处理的数学核心是加权约束优化法. 给出了一种可能的数据同化处理系统概念. 指出在探测系统设计初期就应考虑系统的统计特性.