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《西安理工大学》 2009年
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水文动力系统自记忆特性及其应用研究

张晓伟  
【摘要】: 水文现象的非线性和高度复杂性,要求从更高的层面和更广泛的角度应用新理论、发展新理论和提出新理论,以解决水科学研究中至今尚无法阐释和不断显现的问题。本文以水文动力系统为研究对象,针对自忆性原理在水文分析领域应用中存在的问题,应用灰色理论、多元反演理论、现代优化算法等理论和方法进行了水文时间序列的自记忆模拟与预测模型研究。研究对于挖掘预测潜力、提高预测水平具有重要理论意义和应用价值,为水文非线性模拟预测探索了一条新途径,充实了水文学的研究内容。 通过研究,取得了如下主要研究成果: (1)对水文时间序列的长记忆性进行了研究。借助结构转换的思想对水文时间序列的长记忆性产生的原因进行了探讨,应用修正的R/S分析对长记忆性进行了检验,采用R/S分析统计量对记忆长度进行了确定。研究表明水文时间序列存在长记忆性,对于长记忆性产生的原因还有待于深入的研究。 (2)针对灰色自记忆模型在应用中,有时产生滞后误差现象,从模型的建模机理出发,找出了模型产生滞后误差的关键因素—灰色系统动力核的背景值,通过对其改进,建立了改进的灰色自记忆模型,并应用实例说明了模型的有效性。 (3)以多变量反演理论为基础,结合自忆性原理,提出了基于影响因素的水文多变量时间序列反演自记忆模式,在此基础上建立了水文多变量时间序列反演自记忆模型,通过实例研究表明,模型具有较好的适应性。 (4)针对自记忆模型应用最小二乘法估计记忆系数存在的不足,结合现代优化算法,提出了基于参数优化的自记忆模型的建模原理与过程。实例研究表明,基于参数优化的自记忆模型提高了自记忆模型的适应性,具有更好的拟合、预测效果。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P333

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 莫淑红;西北地区生态城市建设水资源安全保障基础研究[D];西安理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邵年华;水文时间序列几种预测方法比较研究[D];西安理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜仁娜,叶俊;沪深两市股票指数的长记忆性[J];清华大学学报(自然科学版);2004年12期
2 王守荣,郑水红,程磊;气候变化对西北水循环和水资源影响的研究[J];气候与环境研究;2003年01期
3 何伟,李亚伟,金栋,刘光岩;基于PSO的模糊人工神经网络径流预报模型[J];气象水文海洋仪器;2004年02期
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6 王本德;曹玉涛;唐国磊;;于桥水库来水量模糊推理预报及引水方式研究[J];人民黄河;2007年01期
7 王文圣,丁晶,向红莲;水文时间序列多时间尺度分析的小波变换法[J];四川大学学报(工程科学版);2002年06期
8 万星,丁晶,严秉忠,张晓丽;年径流预测的自适应NNBR-ANN耦合模型[J];四川大学学报(工程科学版);2005年05期
9 李存军;邓红霞;朱兵;王文圣;;BP神经网络预测日径流序列的数据适应性分析[J];四川大学学报(工程科学版);2007年02期
10 周晓辉;童菲;;中国股票市场波动性的结构性变换与重大事件[J];生产力研究;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李荣峰;水文非线性时间序列分析的自记忆模型研究[D];西安理工大学;2005年
2 燕爱玲;河川径流时间序列的分形特征研究[D];西安理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 黄领梅;和田子项目区水盐平衡研究[D];西安理工大学;2000年
2 罗来东;股票市场收益率波动长记忆性实证研究[D];西南财经大学;2005年
3 何建;时间序列的长记忆性研究及其实证分析[D];电子科技大学;2006年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 陈东,周圣武;飞机场运量的灰色预测[J];徐州工程学院学报;2005年03期
6 罗虹,周桂元,方洪标,董桂军;鲜食花生相关生化特性的研究[J];花生学报;2004年04期
7 周玉祥,刘淮;用灰色数列法预测麻风流行趋势[J];皮肤病与性病;1996年01期
8 王中华;;AHP法在旅游资源综合评价中的应用研究初探——以徐州市为例[J];品牌(理论月刊);2011年Z2期
9 胡一朗;模糊集值统计推理在股市预测中的应用[J];莆田高等专科学校学报;2000年02期
10 陈国灿;肖祖荣;;薄壁结构失稳屈曲荷载预测的GPM方法研究[J];莆田学院学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯羽;马凤山;魏爱华;赵海军;郭捷;;灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 徐海珍;李国敏;张寿全;董艳辉;黎明;杨忠山;周东;;北京市平谷盆地地下水三维数值模拟及管理应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 王文锋;;区域文化产业与城市协调发展的实证分析——以北京市为例[A];中国传媒大学第五届全国新闻学与传播学博士生学术研讨会论文集[C];2011年
4 李文君;暴柱;邢焕政;郭勇;于卉;;基于改进集对分析法的北方水源地水库富营养化评价[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
5 徐怡;李龙澍;李学俊;;扩充的基于集对联系度的粗糙集模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 李军亮;肖新平;毛树华;;灰色双层线性规划的粒子群解法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 张文广;史贤俊;廖剑;李新;;RBF神经网络在惯导系统传递对准中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 李勇刚;李浩;阳春华;王莎;;基于NIWVP-PSO的沉铁过程铁离子浓度软测量[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 常洁;何鹏;林正雨;;浅议人居环境视角下乡村旅游地空间结构的优化——以雅安雨城区三里乡村旅游地为例[A];2012中国旅游科学年会论文集[C];2012年
10 马宗文;许学工;;基于集中度与集中期的黄河上游径流年内分配特征[A];黄河流域资源环境与生态文明建设学术研讨会交流材料[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 董入芳;开放式基金对股市波动性的影响机理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 张静;深圳湾水环境综合评价及环境容量研究[D];大连海事大学;2010年
5 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
6 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
7 方媛;中国股市波动问题研究[D];华中科技大学;2010年
8 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
9 龙海侠;进化算法及其在生物信息中的应用[D];江南大学;2010年
10 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邱东方;郑州市地下水动态分析[D];河南理工大学;2010年
2 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
3 黄丹;郑州市区深部地热资源水利用优化配置[D];河南理工大学;2010年
4 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
5 由明远;县域城镇体系发展演化研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
6 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
7 王宇轩;电子信箱的可用性实验研究[D];浙江理工大学;2010年
8 姜念;区间自适应粒子群算法研究及其应用[D];郑州大学;2010年
9 仇军;基于随机动态规划的清江梯级水库发电优化调度规则研究[D];郑州大学;2010年
10 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王顺久;;全球气候变化对水文与水资源的影响[J];气候变化研究进展;2006年05期
2 杜鹏飞;孙昊;曾思育;张天柱;郭勇;;基于多水源多用户分析的城市污水回用模型[J];清华大学学报(自然科学版);2007年06期
3 王守荣,郑水红,程磊;气候变化对西北水循环和水资源影响的研究[J];气候与环境研究;2003年01期
4 卞正奎;刘文军;刘方;;门限自回归模型在梅雨降水量预测中的应用[J];气象科技;2006年01期
5 曹鸿兴;自忆数值模式及其应用[J];气象科技;1997年01期
6 江田汉;我国近百年气温的非趋势波动分析[J];气象科学;2004年02期
7 顾震潮;作为初值问题的天气形势数值预报与由地面天气历史演变作预报的等值性[J];气象学报;1958年02期
8 顾震潮;天气数值预报中过去资料的使用问题[J];气象学报;1958年03期
9 林振山,史芳斌。王辉;天津局地气候的反演建模及其研究[J];气象学报;1995年01期
10 胡隐樵;评述专著《动力系统自忆性原理——预报和计算应用》[J];气象;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王栋;熵及其在水系统中的研究与应用[D];河海大学;2001年
2 范昕炜;支持向量机算法的研究及其应用[D];浙江大学;2003年
3 王鹏飞;深圳经济特区城市用水健康循环与污水资源化研究[D];北京工业大学;2003年
4 李如忠;河流水环境系统不确定性问题研究[D];河海大学;2004年
5 黄领梅;水文要素对人类活动响应的研究——以和田河流域为例[D];西安理工大学;2005年
6 李庆国;水文水资源系统计算智能评价与预测方法研究[D];大连理工大学;2004年
7 李万莲;沿淮城市水环境演变与水生态安全的研究[D];华东师范大学;2005年
8 李荣峰;水文非线性时间序列分析的自记忆模型研究[D];西安理工大学;2005年
9 熊建秋;水科学信息分析计算新方法及其应用[D];四川大学;2006年
10 燕爱玲;河川径流时间序列的分形特征研究[D];西安理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王庆荣;上海市水情中长期预测研究[D];河海大学;2004年
2 戴昌军;多维联合分布计算理论在南水北调东线丰枯遭遇分析中的应用研究[D];河海大学;2005年
3 赵长森;和田绿洲散耗型水文模型研究与应用[D];西安理工大学;2005年
4 曹艳平;灰色时间序列理论及应用的研究[D];西安建筑科技大学;2005年
5 井学辉;民勤绿洲景观格局与动态及荒漠化成因分析[D];河北农业大学;2005年
6 张永波;基于灰色系统理论的预测模型的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 张雪梅;城市河流生态需水研究[D];西南交通大学;2005年
8 林冰;大连市降雨特性与雨水资源化的研究[D];大连理工大学;2006年
9 王辉;基于核主成分分析特征提取及支持向量机的人脸识别应用研究[D];合肥工业大学;2006年
10 焦璀玲;城市生态环境需水量计算方法研究[D];山东大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王忠福;;我国水资源利用中的问题与可持续利用对策[J];西安邮电学院学报;2011年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 于媛媛;基于组合预测的核电产业发展趋势研究[D];大连理工大学;2010年
2 钟荣华;补远江流域水沙变化及预测研究[D];云南大学;2012年
3 孙惠子;中长期径流的多种组合预测方法及其比较[D];西北农林科技大学;2012年
4 邓昌瑞;基于MATLAB GUI的多功能计算系统设计及实现[D];南昌大学;2012年
5 姜正;水轮发电机组轴系故障趋势预测与评估[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚彩霞;人工神经网络及其在水文水资源系统中的应用[J];平原大学学报;2000年03期
2 徐大申,李国东,臧鸿雁;混沌控制理论及研究进展[J];青海师范大学学报(自然科学版);2004年04期
3 王航,谈克雄,朱德恒;用小波变换提取局部放电信号[J];清华大学学报(自然科学版);1998年06期
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5 王守荣,郑水红,程磊;气候变化对西北水循环和水资源影响的研究[J];气候与环境研究;2003年01期
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7 曹鸿兴;自忆数值模式及其应用[J];气象科技;1997年01期
8 江田汉;我国近百年气温的非趋势波动分析[J];气象科学;2004年02期
9 顾震潮;作为初值问题的天气形势数值预报与由地面天气历史演变作预报的等值性[J];气象学报;1958年02期
10 顾震潮;天气数值预报中过去资料的使用问题[J];气象学报;1958年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 常福宣;分形理论在水文水资源研究中的应用[D];四川大学;2001年
2 佟春生;复杂性理论在河川径流时间序列分析中的应用研究[D];西安理工大学;2005年
3 李荣峰;水文非线性时间序列分析的自记忆模型研究[D];西安理工大学;2005年
4 张弛;数据挖掘技术在水文预报与水库调度中的应用研究[D];大连理工大学;2006年
5 孙颖娜;随机汇流模型及基于随机理论确定Nash模型参数的研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 黄领梅;和田子项目区水盐平衡研究[D];西安理工大学;2000年
2 朱赤晖;基于灰色系统理论的室内空气品质的评价及应用研究[D];湖南大学;2002年
3 曹艳平;灰色时间序列理论及应用的研究[D];西安建筑科技大学;2005年
4 张永波;基于灰色系统理论的预测模型的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 李翠凤;灰色系统建模理论及应用[D];浙江工商大学;2006年
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