动态数据驱动模式下的湖泊流域降雨径流模拟

动态数据驱动模式下的湖泊流域降雨径流模拟

论文摘要

湖泊流域汇水径流过程的模拟预测是一种复杂系统中的时间序列分析问题。模型选择上,现有的机理模型法与辨识模型法各有利弊。同时,现有的模型多采用静态数据驱动模拟,不能有效利用传感网实时观测数据来改善模拟不确定性的问题。本文基于深度循环神经网络技术,提出一种适应动态数据驱动的模式,可融合遥感数据与原位传感器站点数据的DTSM(Dynamic Data Driven Time Series Model)时序模拟预测模型,并在观测值与数值模拟之间建立了一种能动态反馈、自适应调整的模拟框架,解决了传统辨识模型法对时序信息挖掘较弱导致模拟精度较低的问题。通过在鄱阳湖多个子流域入湖径流的案例中验证,显示静态数据驱动模式下,以不同数据源作为输入模拟时,本文DTSM模型的纳希效率系数Ens精度比机理模型提高10个百分点以上;相比静态模式,动态数据驱动模式的模拟精度有进一步提高,尤其是对于静态模式精度较低的流域,提高更为明显。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 基于RNN的动态数据驱动径流预测建模
  •   2.1 数据归一化
  •   2.2 基于RNN的时间序列建模原理
  •     2.2.1 RNN原理简介
  •     2.2.2 LSTM原理简介
  •   2.3 基于DSTM的湖泊流域径流预测
  • 3 基于DTSM的TRMM降雨径流模拟实验
  •   3.1 模拟区域概况
  •   3.2 流域数据资料分析
  •   3.3 日径流模拟实验设计
  •     3.3.1 实验方案
  •     3.3.2 训练集与测试集数据
  •     3.3.3 模拟精度评价指标设定
  •     3.3.4 模型参数
  •   3.4 实验结果与分析
  •   3.5 与现有机理模型对比分析
  •   3.6 与传统辨识模型法对比分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 廖明,詹总谦,呙维,庞超,刘异

    关键词: 遥感,动态数据驱动模拟,深度学习,径流模拟,降雨,传感网

    来源: 遥感学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 数学,地球物理学

    单位: 武汉大学,流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室,江西省基础地理信息中心

    基金: 流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室资助课题(编号:WE2016016),江西省科技计划项目(编号:20171BBE50062,20171BBE50073)~~

    分类号: O211.61;P333

    页码: 911-923

    总页数: 13

    文件大小: 3595K

    下载量: 303

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