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水利工程论文-灰色理论在干旱预测中的应用.doc

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水利工程论文-灰色理论在干旱预测中的应用.doc

水利工程论文-灰色理论在干旱预测中的应用摘要:介绍灰色系统理论及其建模原理,利用珊溪水库雨量站40多年的实测降雨量资料建立灰色预测GM(1,1)模型,对干旱灾害进行预测,经残差、关联度检验等分析,模型精度较高,并对实测资料进行检验,效果较理想,为水库发电、供水提供必要的预测信息。关键词:干旱灰色预测精度检验引言灰色系统理论[1]是80年代初由我国著名学者邓聚龙教授提出的。它把一般系统论、信息论、控制论的观点和方法延伸到社会、经济、生态等抽象系统,并结合数学方法,发展成为一套解决信息不完备系统即灰色系统的理论和方法.它对未来的研究具有重要意义。应用该方法对各种自然灾害进行预测,是减轻灾害和作出科学决策的重要措施之一。本文以珊溪水库雨量站40年的实测年降雨量资料,用灰色系统理论GM(1,1)对未来干旱灾害进行预测。该文中干旱预测严格说是异常值预测,主要是干旱灾害出现时间的预测,即干旱出现的年份。1珊溪水库雨量的基本情况珊溪水库雨量站于60年代设站,该站多年平均降雨量在1800mm左右,年最大降雨量为1990年2397mm;年最小为1976年的1169.8mm。根据本地区干灾害天气的实际情况及特点,本文以年降水量小于1400mm作为异常值指标进行分析计算、预测。2灰色系统模型的建立及其检验灰色系统(GreySystem)即指信息不完全、不充分的系统。灰色系统理论GM(1,1)代表1个变量的一阶微方方程,它既是一种动态的数学模型,又是一种连续的数学函数。其根据联度收敛原理、生成数、灰导数和灰微方程等论据和方法来建模。建模技巧是利用量化方法将杂乱无章的原始数据列,通过累加生成处理,使之变成有规律的原始数据列,利用生成后的数据列建模,在预测时再通过还原检验其误差。2.1灰色预测模型建立GM模型即灰色模型,其实质是对原始数据序列作为一次累加生成,使生成序列呈一定规律,并用典型曲线拟合,从而建立其数学模型。对已知原始数据序列X(0){}(i=1,2,…,n)首先进行一阶累加生成(即1-AG0)得新序数列为X(1).利用X(1)构成下述白化形式的微方方程:其中a,u是待定系数,利用最小二乘法求解参数α、u;式中所以方程(1)的解为:(其中k=1,2,3…,n)然后将求得的参数回代模型进行精度检验。本文GM(1,1)模型以1400mm的阈值进行建模预测,该系列中异常值在1400mm以下

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