本發(fā)明涉及水文預(yù)報(bào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

準(zhǔn)確的水庫(kù)流域徑流預(yù)報(bào)結(jié)果是水庫(kù)開(kāi)展防洪、發(fā)電優(yōu)化調(diào)度的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)于水庫(kù)充分發(fā)揮防洪和發(fā)電效益具有重要指導(dǎo)作用。

現(xiàn)有的流域徑流預(yù)報(bào)模型由于對(duì)流域的水文徑流過(guò)程描述存在部分的簡(jiǎn)化，使得徑流預(yù)報(bào)結(jié)果往往存在誤差，尤其是對(duì)于極端暴雨條件下的徑流預(yù)報(bào)存在較大的偏差，極大影響了水庫(kù)制定最優(yōu)的調(diào)度計(jì)劃。常用的基于誤差回歸的校正方法對(duì)于常規(guī)流量過(guò)程校正精度較高，但對(duì)于極端條件下的預(yù)報(bào)誤差難以達(dá)到較好的校正精度。

針對(duì)上述情況，提供一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法及其系統(tǒng)，有效提高徑流預(yù)報(bào)校正精度，為水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度提供重要的決策信息指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法及其系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有流域徑流預(yù)報(bào)模型在極端情況下存在誤差的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法，包括以下步驟：

S1：獲取實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并提取歷史數(shù)據(jù)；

S2：計(jì)算每組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)與其他組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)向量V_r，

V_r＝[R_p，R_f，R_m]

其中R_p為降水?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_f為徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_m為徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)；

S3：將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)按向量大小分為兩類(lèi)，對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)建立非線性預(yù)測(cè)模型；

S4：將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇相關(guān)系數(shù)最大的預(yù)測(cè)模型作為校正模型；

S5：以實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)為所選擇校正模型的輸入，輸出經(jīng)該所選擇校正模型計(jì)算出的校正的流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，在計(jì)算步驟S2系數(shù)向量時(shí)，當(dāng)兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度不一致時(shí)，將序列長(zhǎng)度短的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的序列長(zhǎng)度補(bǔ)齊至序列長(zhǎng)度長(zhǎng)的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的序列長(zhǎng)度，使得兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度相同。

進(jìn)一步地，步驟S3包括：

S301：設(shè)定相關(guān)系數(shù)閥值向量V_T，

V_T＝[T_p，T_f，T_m]

其中T_p為降水過(guò)程數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，T_f為徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，T_m為徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)；

S302：比較V_r和V_T，V_r≥V_T的歸為一類(lèi)，V_r＜V_T歸為一類(lèi)，直至歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)全部完成分類(lèi)；

S303：以降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為輸入，以徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為輸出對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)分別建立非線性預(yù)測(cè)模型。

一種流域徑流預(yù)報(bào)的校正系統(tǒng)，包括：

第一模塊：用于獲取實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、與之對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并提取其中的歷史數(shù)據(jù)；

第二模塊：用于計(jì)算每組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)與其他組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)向量V_r；

第三模塊：用于將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)按向量大小分為兩類(lèi)，對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)建立非線性預(yù)測(cè)模型；

第四模塊：用于將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)與歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇相關(guān)系數(shù)最大的預(yù)測(cè)模型作為校正模型；

第五模塊：用于將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)為校正模型的輸入，以輸出結(jié)果為校正結(jié)果。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明原理清晰易操作，具有很高的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的校正模型可有效的提高洪水預(yù)報(bào)校正精度，尤其在極端情況下具有很好的校正精度，本發(fā)明可提高洪水的預(yù)報(bào)準(zhǔn)度，為水庫(kù)開(kāi)展優(yōu)化調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐，提升水庫(kù)的防洪、發(fā)電綜合效益。

下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

參見(jiàn)圖1，一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法，包括以下步驟：

S1：獲取實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并提取其中的歷史數(shù)據(jù)。

S2：計(jì)算每組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)與其他組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)向量V_r：

V_r＝[R_p，R_f，R_m]

其中R_p為降水?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_f為徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_m為徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)。

S3：將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)按向量大小分為兩類(lèi)，對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)建立非線性預(yù)測(cè)模型。

S4：將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇相關(guān)系數(shù)最大的預(yù)測(cè)模型作為校正模型。

S5：以實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)為所選擇校正模型的輸入，輸出經(jīng)該所選擇校正模型計(jì)算出的校正的流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。

獲取水庫(kù)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并提取該水庫(kù)流域的歷史洪水過(guò)程數(shù)據(jù)，包括歷史洪水過(guò)程時(shí)段的徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算每組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)與其他組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)向量V_r＝[R_p，R_f，R_m]，其中R_p為降水?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_f徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，R_m徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)按向量大小分為兩類(lèi)，根據(jù)不同類(lèi)別歷史洪水的特征，對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)建立非線性預(yù)測(cè)模型，模型的輸入為降水量和預(yù)測(cè)流量數(shù)據(jù)，模型輸出為實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)以及徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇相關(guān)系數(shù)最大的預(yù)測(cè)模型作為校正模型，以實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)為校正模型的輸入，以輸出結(jié)果為校正結(jié)果。通過(guò)上述過(guò)程，對(duì)各種情況下的洪水預(yù)報(bào)選擇對(duì)應(yīng)的校正模型，具有較好的校正精度，且為水庫(kù)開(kāi)展優(yōu)化調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐，提升水庫(kù)的防洪、發(fā)電綜合效益。

在計(jì)算步驟S2相關(guān)系數(shù)向量時(shí)，當(dāng)兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度不一致時(shí)，將序列長(zhǎng)度短的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的序列長(zhǎng)度補(bǔ)齊至序列長(zhǎng)度長(zhǎng)的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的序列長(zhǎng)度，使得兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度相同。為了計(jì)算相關(guān)系數(shù)向量，兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度需要一致，若一方序列長(zhǎng)度短則增加徑流過(guò)程數(shù)據(jù)，使得兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度相同。如一組徑流過(guò)程天數(shù)為10天，另一組徑流過(guò)程天數(shù)為5天，則需將短的徑流過(guò)程天數(shù)增加5天的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)使得兩組徑流過(guò)程數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度一致再進(jìn)行計(jì)算，其中增加的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)為根據(jù)前5天的徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的預(yù)估值。

作為本發(fā)明的一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法的進(jìn)一步改進(jìn)：步驟S3包括：

S301：設(shè)定相關(guān)系數(shù)閥值向量V_T，

V_T＝[T_p，T_f，T_m]

其中T_p為降水過(guò)程數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，T_f徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)，T_m徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)。

S302：比較V_r和V_T，V_r≥V_T的歸為一類(lèi)，V_r＜V_T歸為一類(lèi)，直至歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)全部完成分類(lèi)。

S303：以降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為輸入，以徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為輸出對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)分別建立非線性預(yù)測(cè)模型。

設(shè)定相關(guān)系數(shù)閥值向量V_T＝[T_p，T_f，T_m]，通過(guò)比較相關(guān)系數(shù)閥值向量和徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)向量V_r，將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)分為兩類(lèi)，即V_r≥V_T的歸為一類(lèi)，V_r＜V_T的歸為一類(lèi)，以降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)為輸入，以徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為輸出對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)分別建立非線性預(yù)測(cè)模型。通過(guò)上述過(guò)程，將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)分為兩類(lèi)，為建立校正模型提供必要數(shù)據(jù)支持。

一種流域徑流預(yù)報(bào)的校正系統(tǒng)，包括：

第一模塊：用于獲取實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、與之對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)和徑流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并提取其中的歷史數(shù)據(jù)。

第二模塊：用于計(jì)算每組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)與其他組歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)向量V_r。

第三模塊：用于將歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)按向量大小分為兩類(lèi)，對(duì)每類(lèi)徑流過(guò)程數(shù)據(jù)建立非線性預(yù)測(cè)模型。

第四模塊：用于將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)與歷史徑流過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇相關(guān)系數(shù)最大的預(yù)測(cè)模型作為校正模型。

第五模塊：用于將實(shí)時(shí)流域徑流預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的降水?dāng)?shù)據(jù)為校正模型的輸入，以輸出結(jié)果為校正結(jié)果。

第一模塊用于獲取數(shù)據(jù)，第二模塊用于計(jì)算相關(guān)系數(shù)向量，第三模塊用于建立非線性預(yù)測(cè)模型，第四模塊用于建立校正模型，第五模塊用于輸出校正結(jié)果。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)流域徑流預(yù)報(bào)校正，提高了校正進(jìn)度，提升了預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度。

綜上所述，本發(fā)明提出的一種流域徑流預(yù)報(bào)校正方法及其系統(tǒng)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析，建立非線性預(yù)測(cè)模型，通過(guò)相關(guān)性分析，選擇預(yù)報(bào)校正模型，代入預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)獲得校正結(jié)果。提高了徑流預(yù)報(bào)校正精度，為水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度提供重要的決策信息指導(dǎo)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。