因子集成及综合相似预测模型的研究和应用

针对西南区域（云、贵、川、渝）汛期（６－８月）旱涝预测问题,建立了一种以多种物理因子为基础的西南区域降水量预测模型,即因子集成及综合相似预测模型。该模型既考虑影响西南区域汛期降水的主要物理因素变化,又注重区域要素场自身演变规律。对于影响汛期旱涝的物理因子,采用对多个因素进行综合集成的办法,来体现所有因素对旱涝影响的整体作用。为了强调预测结果的客观性,我们借鉴目前ＮＷＰ集合预报思想,引入综合相似方法,给出西南区域大范围汛期降水距平百分率预测结果。近年来业务试用表明,该方法预测准确率稳定,有明显的预报技巧     

中国西南汛期降水异常及影响因子

用１９５１～１９９２年３１个站的降水资料，作自然正交分解研究了近４２年汛期降水（４～９月）变化异常的时空分布，得到３种降水型。在此基础上通过相关函数和谱分析讨论了副高强度、副高强度、副高面积指数、副高西伸脊点、南方涛动指数、高原加热指数对西南汛期降水和降水型的影响作用和影响方式     

投影寻踪回归模型及其在降水预测中的应用

介绍了投影寻踪回归 (PPR)预测建模的基本思想和算法 ,并将投影寻踪混合回归(PPMR)和逐步回归 (SR)应用于降水预测数值试验 ,结果表明 ,PPMR模型的拟合和预测效果均优于SR模型的相应效果。     

广东省前汛期多雨或少雨年降水异常研究

广东省前汛期降水的年际变化较大,为对广东地区的旱涝变化有进一步的认识,利用广东省观测资料、NCEP全球再分析资料以及向外长波辐射通量资料,采用经验正交函数分解和合成分析方法研究了1970~2007年广东前汛期4~6月降水的年际变化异常以及时空特征,得出第一类雨型是广东前汛期一致多雨或少雨型。对造成第一类雨型的异常特征进行分析,得出:中高纬度地区大尺度环流场的变异引起环流异常分布,使得副高、西南季风水汽输送、冷空气活动等气候场产生变异,从而引起广东前汛期降水异常。经向风、相对湿度、垂直运动、向外长波辐射通量等分析得到多雨年与少雨年水汽条件、垂直运动条件、对流发展活动环流异常的分布特征。     

集合卡尔曼滤波在流域水文模型流量预报中的应用

针对流域降雨入渗过程,引入集合卡尔曼滤波(EnKF)理论,视整个边坡流域为一个随机动态系统,将边坡流域流量观测值作为系统的输出,用集合卡尔曼滤波模型来描述系统的状态;结合流域流量计算方法,实现水文模型参数的随机动态估计,在有效获得待估参数的同时还给出估计值的不确定性.通过数值算例表明,集合卡尔曼滤波可以有效地对含噪声的量测数据进行处理,能够跟踪水文模型的动态变化.相对于常用最优化算法,集合卡尔曼滤波同时给出反演结果和先验知识的后验分布,显示出更好的实时性和可靠性.     

渐近极值理论在气候极值降水预测中的应用

采用渐近极值理论中的Ｇｕｍｂｌｅ第１和第３种类型的渐近分布，对成都地区日最大降水量的气候极值问题进行了研究，同时对不同的多种计算方法进行了比较，都取得了较满意的结果。     

基于EEMD的大坝变形多步预测方法研究

针对大坝变形具有非线性和非平稳性的特点,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)的大坝变形多步预测新算法。首先从时频分析出发,利用集合经验模态分解将变形时间序列分解成具有不同频率特征的分量;然后采用游程判定法对波动程度相似的分量重构为高、中和低频3个分量;最后对3个分量分别建立相应的多步预测模型,叠加各预测值即为最终预测结果。经算例验证,并与AR模型、BP神经网络和支持向量机的多步预测进行对比分析,同时建立不同预测步长进一步验证。结果表明,该算法预测精度较高,在大坝变形波动剧烈的时段也能保证较好的预测效果,可以应用于大坝变形预测。     

基于多因子评判(MCE)法的灵丘地区铜矿预测

本文分析了灵丘地区铜矿地质背景以及相关地质要素,采用证据权、主成分分析、分形、标准差等数学方法,通过MCE法、GIS平台进行铜矿预测,对比已知矿点,得出了良好的预测效果,对快速扩大地质找矿成果,具有较好的参考价值。     

基于GIS的单元簇遗传建模及其在区域矿产预测中的应用

论述一种GIS支持下的基于"单元簇”概念和遗传建模的多源地学信息综合分析方法及在多目标矿产预测中的应用.在以往矿产定量预测中,根据随机抽样思想进行单元划分,对空间信息利用不够充分.用单元的空间组合("单元簇”)代替单元作为定量类比的基本单位,从而能较好实现地质变量值及其所反映的局部地质空间结构的定量类比;将单元作为GIS区图元,利用GIS空间分析功能实现对单元及单元簇的管理和操作;以已知样品判对率最大为适应值计算准则,用遗传算法建立线性判别函数,可快速有效地实现多目标矿产定位预测.以新疆康古尔塔格地区金矿预测实例说明了其应用效果.     

多源遥感数据的降水空间降尺度研究——以川渝地区为例

大量研究表明,通过传统地面气象站点实测的单点数据,不能有效地反映降水的空间变化特征。目前,以遥感数据获取的降水产品已得到了广泛的应用,但在地形地势复杂区域,遥感降水产品的空间分辨率与数据精度等方面仍然存在着极大的不足。因此,本文以四川重庆(川渝)地区为例,通过建立降水产品降尺度算法,以实现降水产品的降尺度估算,提高降水数据的空间分辨率。依据在不同尺度下(0.25°、0.50°、0.75°和1.00°),TRMM 3B43、地理因子,以及MOD13A3(NDVI)之间存在的相关关系,构建了多元回归模型。通过对比这4种尺度下的回归模型,选择其中精度最高的作为最终的降尺度算法,然后再把这种降尺度算法应用到1 km分辨率下进行降水估算。进一步,以区域差异分析(GDA)和区域比率分析法(GRA)对降尺度估算的降水数据进行校正,并结合部分地面气象站点实测的降水数据进行验证。验证结果表明:降尺度算法是可靠的,能有效提升降水产品的空间分辨率,同时GDA和GRA校正方法能减小误差,进一步提升降水估算的精度,满足区域地表过程应用的需求。     

川渝冬季降水的年际变化及其与海温异常的关系

为了认识川渝冬季降水与海温之间的关系,利用川渝地区44个站点降水资料和海表温度资料并借助EOF分解、小波分析和相关分析等方法,讨论了川渝冬季年际降水变化特征及其与前期海温异常之间的关系。结果表明：川渝冬季年际降水空间分布主要有3个类型,EOFl型为川渝冬季降水的一致偏多（偏少）,EOF2型为川渝西南部、东部降水偏少（偏多）,而川渝地区西北部、中部降水偏多（偏少）;EOF3型为川渝西南部降水偏多（偏少）,而东北部降水偏少（偏多）;EOF1型和EOF2型降水与前期海温的相关明显小于EOF3型并较为分散,EOF3型降水与前期夏季、秋季海温在热带中、东太平洋和印度洋中、北部呈现非常显著的正相关,对应ENSO特征非常明显。     

TSP隧道地震预报空洞模型的数值模拟研究

采用有限元方法模拟隧道地震波场,采用波场快照与时间记录相结合的方法,研究空洞对隧道地震波场传播的影响,并对含空洞模型的时间记录进行处理,得到数值模型的速度云图和反射层位图。经数据处理表明,采用TSPwin设定默认值处理得到的速度云图与模型设定的空洞位置比较一致,在提取反射层位图上,空洞反射层呈现条带状特征,需要结合速度云图来确定空洞位置,且P波预报的准确性相对较高。对TSP系统的抗噪性进行研究,表明其具有良好的抗噪性能。最后通过对工程实例的处理,验证了数值模拟所得的结论。     

风廓线雷达资料在降水数值预报中的应用探讨

风场是水汽输送的主要动力,也是影响降水数值预报的重要因子。针对目前常规探空测风的分辨率不高、资料获取时间长、不能及时反映风场中小尺度变化的不足,以及在数值预报中应用受限的问题,采用同化风廓线雷达资料的方法,分析高分辨率的单点风场数据对初始场和预报场的作用。结果表明,把单点风廓线雷达资料在WRF模式中同化是可行的。同化后对风廓线雷达站点初始场的风场、湿度场改善明显,对站点周围一定范围内的流场也有不同程度的影响。同时降水强度和落区的预报结果也有不同程度的改善,尤其是风廓线雷达站下风方向比未同化前更接近实况,在其他方向上距离雷达越近改善效果越明显。另外,同化风廓线资料后,模式预报的涡度散度分布和水汽输送场也有不同程度的改善。     

广东阳江夏季降水的气候特征分析

为解阳江夏季降水的气候特征,进一步做好阳江气候降水预测,利用Motlet小波分析理论、Mann-Kendal检验和滑动t检验等方法对阳江单站57年(1953-2009年)6月到8月逐日降水资料进行分析,结果表明:阳江夏季降水经历了3个阶段,由降水逐渐增加时期变化到相对干旱时期,再到现阶段降水年际变化大;主要的降水周期为7-8年,1963年是降水的突变点;小雨量级降水为主要降水类型,在1980年以来阳江夏季大雨和暴雨降水日数逐渐增多,而大雨和暴雨量级降水是降水量的主要构成。     

广东阳江夏季降水的气候特征分析

为解阳江夏季降水的气候特征,进一步做好阳江气候降水预测,利用Motlet小波分析理论、Mann-Kendal检验和滑动t检验等方法对阳江单站57年（1953—2009年）6月到8月逐日降水资料进行分析,结果表明：阳江夏季降水经历了3个阶段,由降水逐渐增加时期变化到相对干旱时期,再到现阶段降水年际变化大;主要的降水周期为7—8年,1963年是降水的突变点;小雨量级降水为主要降水类型,在1980年以来阳江夏季大雨和暴雨降水日数逐渐增多,而大雨和暴雨量级降水是降水量的主要构成。     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

优化组合预测模型在桥梁变形预测中的应用

为提高桥梁变形预测的精度,探讨不同预测模型在桥梁变形预测中的效果,结合桥梁变形监测数据及组合预测思路,构建桥梁的MC误差修正优化组合预测模型。通过实例验证得出,组合预测较单项预测具有更高的预测精度及稳定性,其中以RBF神经网络组合的预测精度最高;同时,误差优化修正模型进一步减小了预测误差,优化后预测结果的相对误差期望值为0.86%,方差值为0.097 3 mm2,准确预测了桥梁变形,验证了该思路的有效性。     

EEMD-PSOGSVM耦合模型在深基坑位移预测中的应用

针对单一预测模型的不足,提出EEMD分解与粒子群灰色支持向量机（particle swarm optimization grey support vector machine,PSOGSVM）相结合的基坑位移预测模型。以基坑时间序列的混沌性为基础,利用EEMD分解时间序列,采用相空间重构技术构造样本,应用PSOGSVM模型进行基坑预测,并与GM(1,1)、SVM、遗传小波神经网络进行对比。结果表明,该算法预测精度好,具有良好的稳定性,可有效地应用于基坑位移预测。     

Numerical Study on Density Residual Currents of the Bohai Sea in Summer

M2 tide and density residual currents in the Bohai Sea were examined using the Blumberg and Mellor 3D nonlinear numerical coastal circulation model incorporating,Mellor and Yamada level 2.5 turbulent closure model.The tidal results showed good agreement with previous work.The model results indicated that the density residual currents are robust in summer;and that at the transition zone between well-mixed and stratified water,the horizontal velocity is high and the vertical velocity is positive.     

川渝鄂地区龙马溪组页岩沉积环境及储集特征

根据8条野外油气地质基干剖面调查、测井资料、岩心观察,以及薄片分析、X线衍射和扫描电镜等,分析川渝鄂地区龙马溪组黑色页岩沉积环境、分布规律及储集空间特征。结果表明:早志留世龙马溪组为受古隆起围限的浅海深水沉积的古地理格局,主要为深水陆棚相、浅海陆棚相、潮坪潟湖相沉积环境。优质黑色页岩主要发育于陆棚相,厚度为20~120m,呈北东向展布。龙马溪组页岩段黏土矿物质量分数分布在18.80%~30.19%之间,平均为26.50%,以伊/蒙混层为主,对CH4吸附性强。泥页岩孔隙度分布在0.47%~16.50%之间,平均为4.57%,渗透率为(0.004~0.917)×10~(-3)μm~2,页岩储集空间主要包括微孔隙和微裂缝2种类型,有机质孔最为发育,与含气量呈正相关关系。该结果为川渝鄂地区页岩气勘探和开发提供依据。