基于混沌理論的降水量預(yù)測(cè)方法研究

舒濤，路昊天，曹景軒，葉唐進(jìn)，陶偉，付潤(rùn)藝，李豪

基于混沌理論的降水量預(yù)測(cè)方法研究

舒濤1，路昊天2，曹景軒3，葉唐進(jìn)4，陶偉3，付潤(rùn)藝3，李豪5,6,7*

（1.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100；2.桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004；3.西藏大學(xué) 工學(xué)院，拉薩 850000；4.大連理工大學(xué) 建設(shè)工程學(xué)部，遼寧 大連 116024；5.中國(guó)科學(xué)院 山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610041；6.中國(guó)科學(xué)院 水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041；7.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

【】得到精確度較高的月降水量預(yù)測(cè)值。首先利用C-C關(guān)聯(lián)積分法來(lái)確定波密站月降水量非線性系統(tǒng)的時(shí)間延遲和嵌入維數(shù)，再對(duì)月降水量時(shí)間序列進(jìn)行相空間重構(gòu)，并利用小數(shù)據(jù)量法求取Lyapunov指數(shù)來(lái)判斷月降水量時(shí)間序列的混沌特征，然后構(gòu)建Volterra模型分別進(jìn)行短期5 a和長(zhǎng)期15 a降水量預(yù)測(cè)，將其預(yù)測(cè)小波預(yù)測(cè)模型和SVR預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)值對(duì)比，最后對(duì)Volterra短期預(yù)測(cè)模型進(jìn)行疊加預(yù)測(cè)誤差分析和模型推廣分析。Volterra模型對(duì)混沌特征明顯的月降水量進(jìn)行短期預(yù)測(cè)時(shí)，其和分別為4.04%和0.941，相比小波和SVR模型來(lái)說(shuō)具有較高的預(yù)測(cè)精度，同時(shí)疊加預(yù)測(cè)誤差較小，其為7.657%，為0.894；而在長(zhǎng)期預(yù)測(cè)時(shí)，該模型預(yù)測(cè)精度不如SVR模型；同時(shí)Volterra模型對(duì)混沌特征弱的月降水量進(jìn)行短期預(yù)測(cè)時(shí)，其模型預(yù)測(cè)效果并不理想，為54.855%，僅為0.566。該方法能提供精確度較高的降水量預(yù)測(cè)值，為降水量的預(yù)測(cè)提供一種新的方法。

混沌理論；相空間重構(gòu)；Lyapunov指數(shù)；Volterra濾波器；降水量預(yù)測(cè)

0 引 言

【研究意義】在G318國(guó)道林芝至波密段地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的主要誘發(fā)因素之一是降水[1]。……