一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法技术

本发明专利技术公开了一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，旨在提高流域水文模型的模拟精度。所述方法主要包括：1)模拟时间序列与实测时间序列的多重分形特征验证；2)通过多重分形谱分析水文模型模拟效果。本发明专利技术的有益效果是：能够评价水文模拟结果与实测数据之间的相关关系；能够直接给出序列中各部分(高、中、低流量)的相关关系；能够弥补传统相关分析在序列分形特征分析上的不足；能够充分探究水文模型结果的分形特征，使模型率定更有效，能够显著提高水文模拟精度，提高其预测的可靠性。

A new hydrological model simulation and evaluation method based on multi-scale theory

The invention discloses a new hydrological model simulation and evaluation method based on multi-scale theory, aiming at improving the simulation accuracy of watershed hydrological model. The methods include: 1) verifying the multifractal characteristics of simulated and measured time series; 2) analyzing the simulation effect of hydrological model by multifractal spectrum. The invention has the advantages of: being able to evaluate the correlation between the hydrological simulation results and the measured data; being able to directly give the correlation between the various parts of the sequence (high, medium and low flow); being able to make up for the deficiency of the traditional correlation analysis in the fractal feature analysis of the sequence; being able to fully explore the fractal characteristics of the hydrological model results, so that the calibration of the model is more effective and can significantly improve. The accuracy of hydrological simulation can improve the reliability of its prediction.

【技术实现步骤摘要】
一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法
本专利技术涉及水文模型
，具体来说涉及一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法。
技术介绍
分形(fractal)指的是整体与部分相似的特性，即自相似性。在数据分析领域，若数据在不同尺度下存在相似的分布规律，则称其具有分形特征。分形分析始于水文学家Hurst(1951)提出的Rescaledrangeanalysis,R/S方法。分形现象(自相似性)在自然界中，尤其是水文领域，非常广泛。河道流量的时间序列就是具有分形特征的一个例子。在利用流域水文模型对水文过程进行模拟时，正确体现水文过程的分形特征对提高模拟精度有着重大意义，能提高水资源管理、洪水预报、防灾减灾等工作的效率。传统的水文模型评估指标(如相关系数、均方差、相对偏差、纳什效率系数)有着各自的特点，其仅能分别考虑水文过程某一方面的特征，但不能反映流量时间序列的分形特征(自相似性)。
技术实现思路
为弥补传统水文模型评估指标的不足，本专利技术的目的在于提供一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，以弥补传统水文模型评估指标忽略水文序列分形特征(自相似性)、受极端值影响大等问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)整理水文模型模拟流量时间序列及相应的水文站实测流量时间序列，按不同的时间尺度δ进行分割；2)对每个时间尺度δ分割后的序列每个值计算概率质量函数ci；3)计算每个时间尺度δ下的联合分割函数χ；4)根据多重分形理论，验证多重分形特征，如果对于q[sim],q[obs]所有的可能取值下，logχ与logδ均存在线性关系，则说明其存在多重分形特征；其中，q[sim],q[obs]分别为模拟序列、实测序列对应的q系数；5)根据联合分割函数χ计算联合质量指数函数τ；6)计算联合多重分型谱，根据多重分形谱的结构特征，分析流量实测...

【技术特征摘要】
1.一种新的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)整理水文模型模拟流量时间序列及相应的水文站实测流量时间序列，按不同的时间尺度δ进行分割；2)对每个时间尺度δ分割后的序列每个值计算概率质量函数ci；3)计算每个时间尺度δ下的联合分割函数χ；4)根据多重分形理论，验证多重分形特征，如果对于q[sim],q[obs]所有的可能取值下，logχ与logδ均存在线性关系，则说明其存在多重分形特征；其中，q[sim],q[obs]分别为模拟序列、实测序列对应的q系数；5)根据联合分割函数χ计算联合质量指数函数τ；6)计算联合多重分型谱，根据多重分形谱的结构特征，分析流量实测序列与流量模拟序列的多尺度相关特征。2.根据权利要求1所述的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，其特征在于，步骤2)中概率质量函数ci的计算公式如下：其中[X]i为δ尺度分割后序列第i个值，nini为分割后起始序列长度，[X]ini为起始序列，([X]ini)j为[X]ini序列的第个值。3.根据权利要求1所述的基于多尺度理论的水文模型模拟评估方法，其特征在于，步骤3)中联合分割函数χ，其计算公式如下：q[sim],q[obs]分别为模拟序列、实测序列对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：白直旭，许月萍，顾海挺，吴垚，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33