月尺度的协克立格模型在水文数据插补延长中的应用
水文资料插补延长的方法
水文资料插补延长的方法
在水文学研究中，往往需要使用一些历史水文数据来揭示某个区域的水文特征。
然而由于种种原因，有些历史水文数据可能无法获取或者不完整，这时候就需要使用一些插值方法来延长数据，以便进行更全面的分析。
以下是几种常用的水文资料插补延长方法：
1.线性插值法
线性插值法是最简单和最常用的插值方法之一。
该方法基于两个已知数据点之间的一条直线来估计未知点的值。
但是该方法的精度较低，只适用于数据变化较为平缓的情况。
2.多项式插值法
多项式插值法通过使用一个多项式来逼近数据点之间的差异。
该方法的精度较高，但是对于过度拟合的情况需要做出特殊处理。
3.样条插值法
样条插值法是一种平滑的插值方法，通过使用一条平滑的曲线来估计未知点的值。
该方法的精度较高，但是对于数据点较少的情况需要进行特殊处理。
4.克里金插值法
克里金插值法是一种基于统计学原理的插值方法，通过使用半方差函数来估计未知点的值。
该方法的精度较高，但是对于数据点之间存在较大的空间相关性的情况更为适用。
综上所述，水文资料插补延长的方法有很多，选择合适的方法需
要考虑数据特征和研究需要。
在使用插值方法时，需要注意对数据的准确性和合理性进行判断和验证，以避免数据误差对研究结论的影响。
全国水资源论证培训题库及答案-03地表取水水源论证-第一部分
全国水资源论证培训题库及答案-03地表取水水源论证-第一部分地表取水水源论证一、填空题（40道题）1.建设项目水资源论证工作等级由分类等级最高级别确定，分类等级由地表取水、地下取水、取退水影响分类指标的最高级别确定。
2.地表取水水源论证范围图上应标明河流、水利水电工程和水文站位置，建设项目取水口和退水口位置、供水范围，主要取水户（现状和规划）的位置、入河排污口（退水口）位置等3.地表取水水源论证应在建设项目所在区域水资源状况及其的基础上，分析论证范围内现状与规划水平年来水量、用水量、可供水量以及水资源供需平衡情况，分析评价取水水源的水质、取水可靠性和可行性以及取水口合理性等内容。
4.按照便于水量平衡分析，突出重点、兼顾一般的原则，结合已有成果及实测资料，综合考虑取水水源地来水情况、现有工程和供水情况、水资源开发利用程度、水文站网建设项目取水和退水可能影响的的范围等因素，确定地表取水水源论证范围。
5.应以需水预测和供水工程规划为基础，结合工程的设计供水能力、不同水平年和不同保证率的来水和用水过程，通过水量调节计算确定可供水量。
6.水资源质量评价应利用已有的污染源和水质资料，根据水功能区水质管理要求和现状水质情况，以水功能区作为地表水质评价的基本单元，按汛期、非汛期及全年对水质状况进行评价。
7.利用已建调水工程作为取水水源的，水源论证应收集工程建成后的实际运行资料，分析调水工程的供水能力、现有取用水户的用水量和可供建设项目利用的水量及其可靠性、水质评价等。
8.应根据建设项目业主提出的取水方案，在取水合理性分析的基础上，从取水河段的稳定性，取水口位置与现有取水口、排污口的关系以及对第三者的影响等方面分析取水口位置的合理性。
9.取水许可应当首先满足城乡居民生活用水，并兼顾农业、工业、生态与环境用水以及航运等需要。
10.实施取水许可应当坚持地表水与地下水统筹考虑，开源与节流相结合、节流优先的原则，实行总量控制与定额管理相结合。
运用协同泛克立格法计算地下水位
运用协同泛克立格法计算地下水位
康旭元
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2007(017)035
【摘要】应用协同-泛克立格法,以地面高程作为地下水位的协同区域化变量,以某市1955年以来的最高地下水位观测数据为例,阐述了各区域化变量实验变差函数及交叉实验变差函数的获取途径,并将协同-泛克立格法计算结果与泛克立格法计算结果相比较,说明所用方法在地下水位计算中能获得更高的精度.
【总页数】3页(P177-179)
【作者】康旭元
【作者单位】水利部山西水利水电勘测设计研究院,山西太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TV211.1
【相关文献】
1.应用协同-泛克立格法估计地下水水位 [J], 陈家军;郭乔羽;王红旗;王金生
2.Raptor可视化软件与程序设计计算思维的协同运用 [J], 谷惠敏;
3.协同泛克立格法—数据处理的新方法 [J], 朱彤
4.协同克立格法及其在矿产储量计算中的应用 [J], 王志民;侯景儒
5.基于非列线数据的泛克立格法在地下水位空间变异性研究中的应用 [J], 王亮;朝伦巴根;王力飞;刘艳伟;李敏
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DEM数据对气温插值精度的影响分析
DEM数据对气温插值精度的影响分析王丽;王培法;杨珊珊;吴浩;罗阳欢【摘要】分析不同数量高程点参与气温空间插值,探索DEM对气温要素空间插值精度的影响,以期寻找提高气温要素空间插值精度的方法.使用四川省52个气象站点的2000-2009年平均气温数据,采用协同克里格方法对年平均气温进行空间插值.其中考虑到年平均气温与高程的相关性,以地形高程因素作为协同变量,并通过交叉验证的方法对插值结果进行对比分析.发现协同克里格插值效果优于普通克里格插值效果,但随着高程点的数量增加,插值精度随之降低,当高程点再增加时,插值精度保持相对稳定.考虑高程因素影响的协同克里格插值结果可以较真实地模拟气温的空间分布.【期刊名称】《西北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(045)003【总页数】4页(P485-488)【关键词】协同克里格插值;年均温;DEM;插值精度;四川省【作者】王丽;王培法;杨珊珊;吴浩;罗阳欢【作者单位】南京信息工程大学地理与遥感学院,江苏南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,江苏南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,江苏南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,江苏南京210044;南京信息工程大学地理与遥感学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】P463.21+1近年来,随着技术发展,数字高程模型等数据获取方便高效,利用DEM提取辅助数据为进行更好、更精确的气温空间模拟提供新的思路。
T.Ishida等[1]分别使用简单克里格法、协同克里格法等多种方法对气温进行插值[2],结果表明克里格法优于回归分析法,而且协同克里格考虑海拔影响,进一步提高插值精度。
Bellasio等[3]建立气温回归方程时考虑到海拔高度、地形和植被对山区温度的影响。
李新等[4]分析现有空间内插方法的使用范围和优缺点,指出没有绝对最优的空间内插方法,必须对所研究区域的数据进行探索分析,选择最优方法。
空间插值法在海水质量评价中的应用
空间插值法在海水质量评价中的应用
郭杨
【期刊名称】《农业与技术》
【年(卷),期】2017(037)001
【摘要】空间插值法在大尺度环境要素分析方面具有较强的优势.海洋领域具有采样布点范围广、间距大、采样困难等特点,空间插值法为海洋领域研究提供了非常有利的工具.因海洋的流动性、边界的不确定性,在应用空间插值法对海水质量进行评价时需更深入的研究.
【总页数】2页(P20,41)
【作者】郭杨
【作者单位】辽宁省环境监测实验中心,辽宁沈阳 110161
【正文语种】中文
【中图分类】P746
【相关文献】
1.GIS空间分析中的Kriging插值法在吉林省乡镇规划中的应用
2.优化后的克里格空间插值法在土方平衡中的应用
3.优化后的克里格空间插值法在土方平衡中的应用
4.基于空间插值法的长江口海水质量评价
5.Kriging、反距离权重和泰森多边形空间插值法在土壤苯并(a)芘超标区域模拟中的应用比较
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稀疏数据插值问题的回归克里格方法
稀疏数据插值问题的回归克里格方法
鲁程鹏;束龙仓;张颖;王勇
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2009(27)1
【摘要】针对稀疏数据的插值问题,基于克里格方法提出了一套应用于数据量少、插值空间广泛的回归克里格方法。
研究结果表明,该方法可有效解决稀疏数据无法给出合理理论变异函数的问题,且插值结果与基于最小二乘法的简单克里格相比平稳性更好。
回归克里格方法应依据具体问题选择变量,以满足强相关为首要条件,过多增加相关变量往往不能取得很好的插值效果。
【总页数】4页(P81-84)
【关键词】稀疏数据;插值;回归克里格;地质统计
【作者】鲁程鹏;束龙仓;张颖;王勇
【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;哈尔滨商业大学基础科学学院,黑龙江哈尔滨150028
【正文语种】中文
【中图分类】P641.1
【相关文献】
1.基于协同克里格插值和地理加权回归模型的土壤属性空间预测比较 [J], 郭龙;张海涛;陈家赢;李锐娟;秦聪
2.基于混合地理加权回归与克里格的区域降水量空间插值方法 [J], 李豪;刘涛;徐精
文
3.基于时空回归克里格和AOD数据的PM2.5时空插值 [J], 杨雪; 杨勇; 李恩光; 刘亚军; 谭秀丽
4.基于插值的高维稀疏数据离群点检测方法 [J], 陈旺虎;田真;张礼智;梁小燕;高雅琼
5.基于点云构建干热河谷典型冲沟DEM的参数优选──以析取克里格插值方法为例 [J], 慕凯;罗明良;岳彦利;刘辉
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克里格空间插值法ppt课件
4．高斯模型（Gaussian model） 变程为 。
1.9 理论变异函数模型
图是球状模型、指数模型和高斯模型的比较，可以看出，球状模型的变程最小，指数的模型变程最大，高斯模型的变程介于二者之间。球状模型和指数模型过原点存在切线，高斯模型则没有。
1.9 理论变异函数模型
3．指数模型(Exponential model) 其中，d是控制方程空间范围的距离参数。这里，仅在无穷远处相关性完全消失。变程为3d。指数模型在统计理论中地位重要，它表示了空间随机性的要素，是一阶自回归和马尔可夫过程的半方差函数。作为自相关函数，它们是采样设计有效性的理论基础。
1.4邻域函数的统计函数及其意义
摄影测量得到的正射航片或卫星影象； 卫星或航天飞机的扫描影象； 野外测量采样数据，采样点随机分布或有规律的线性分布（沿剖面线或沿等高线； 数字化的多边形图、等值线图；
1.5 空间插值的数据源
图1 各种不同的采样布置方式
1.6 采样布置方式
1.8 方差变异函数
2）曲线从较低的方差值升高，到一定的间隔值时到达基台值，这一间隔称为变程（range）。在理论函数模型中，变程用a表示。 变程是半方差函数中最重要的参数，它描述了该间隔内样点的空间相关特征。在变程内，样点越接近，两点之间相似性、即空间上的相关性越强。很明显，如果某点与已知点距离大于变程，那么该点数据不能用于数据内插（或外推），因为空间上的自相关性不复存在。 变程的高低取决于观测的尺度，说明了相互作用所影响的范围。不同的属性，其变程值可以变化很大。
1.2.2局部插值方法 分类
1.4邻域函数的统计函数及其意义
众数（majority)：邻域中出现频率最高的数值 最大值(max)：邻域中最大的数值 最小值(min)：邻域中最小的数值 中位数(median)：邻域中数值从小到大排列后位于中间的数 平均值(mean)：邻域中数值的算术平均 频率最小数(minority)：邻域中出现频率最小的数值 范围(range)：邻域中数值的范围，最大值与最小值之差 标准差(std)：邻域中数值的标准差 和(sum)：邻域中数值的和 变异度(varity)：邻域中不同数值的个数
水文水资源插补延长系列的计算方法
１ 概 述
当设计站点 水 文水 资源 的 资料 系列 长度 不 能满 足河 流 规 划、 工程设计 、 资源评 价等客 观需求 时 ， 要而且有 可能将 相 水 需
均 差 方
＝
Ｌ ｚ ｒ ２＋， ｍ＋ｎ于 — ， 酊 （～一于） ＋ｍ（～一于）Ｖ ｆ ／ ２
— — — — — — 一 一
当 ｍ项系列 Ｙ值为 由同步期 ｎ系列所得 回归方程所插 补延
长时， ： 有
＝ｒ （ 一 ＋于 （） ３
通过设计 站 与参证 站 的同步 短系 列 ｎ项 资 料所 得 到 的直
线回归方程 ， 将参证站 Ⅳ项 系列 中（Ｎ —ｎ） 资料插补延 长至 项
式 中 ｒ 为变量 、 ｎ Ｙ的直线相关系数 。
设计 站。此 时 ， 由于插补延 长对所用 回归方程并 未考虑到点 、 线 之间存在的“ 离差 ” 因而 ， ， 按此插 补延长（Ｎ—ｎ） 资料系列加 项 上实测的 ｎ项资料 系列所计 算的均方 差偏 小 ， 人们 早 已熟 知 是 的现象 ， 这就 出现 了许 多弥补这 种 “ 小” 偏 的经 相关插 补延 长后 的统计 参数计算公式 。 但是 ， 些公 式仅能解决一个 “ 的均方 差偏小而加 以“ 这 总” 修 正” 的数值 ， 并未解决插补 延长的 （Ⅳ一 ｎ） 系列 的每项数 值 ， 项
＝ 似 ＋ ６ （１ １）
ｍ（Ⅳ一 ）］＋ｎ 一 ） （ ＋ｍ（ ） Ⅳ一
：
［ ＋ 掣口 一 口 ］ ｎ ２ （ 一 一 ２ ２ 一 贾 露） （ ２
） 又 从 腑 ＝ ２＋ ２ ＋ｎ元 瓶 删 （ 一贾 ） ＋ｍ（ 一元 ｘ ）
腑 ＝ ２ ， ， ＋ ｎ 于 ） ｍ（ 一 ＋ ２ （ 一 ＋ ｆ
降雨空间插值方法及在清江流域的应用
降雨空间插值方法及在清江流域的应用董晓华;薄会娟;邓霞;苏静;王祥【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(31)6【摘要】将普通克里格法、协同克里格法和反距离加权法3种空间插值方法应用于清江流域的降雨空间插值,比较了它们的应用效果,并分析了它们插值效果不同的原因.其中协同克里格法在应用时考虑了海拔高度对降雨量插值结果的影响.结果表明,两种克里格方法的插值结果的误差要远远小于反距离加权法,并且插值所得到的等雨量线更光滑.对于两种克里格方法,协同克里格法要优于普通克里格法,前者比后者的MAE值要小10%.反距离加权法明显不如两种克里格法的原因是该方法不能准确反映相邻站点的空间依赖关系.而协同克里格法优于普通克里格法是因为协同克里格插值法考虑到了地形对降雨量的影响,因而更适用于清江流域这样的山地流域.【总页数】5页(P6-10)【作者】董晓华;薄会娟;邓霞;苏静;王祥【作者单位】三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002;三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,43002【正文语种】中文【中图分类】P333.9【相关文献】1.基于玉环市降雨资料的空间插值方法适用性研究 [J], 卢克2.基于玉环市降雨资料的空间插值方法适用性研究 [J], 卢克;3.基于西南地区台站降雨资料空间插值方法的比较 [J], 李金洁;王爱慧4.基于ArcGIS不同空间插值方法的降雨量预测效果对比 [J], HUANG Liyan5.缺资料地区日降雨空间插值方法研究 [J], 郑鑫;杨涛;师鹏飞;崔同因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水文资料插补延长实例分析
水文资料插补延长实例分析作者：李伟刘洋田长涛来源：《科技创新与应用》2017年第35期摘要：文章针对水资源分析评价工作中经常遇到的部分测站资料系列较短或缺测期较长的情况下，对部分缺测资料进行差补或延长进行了实例分析。
采用多种方法对计算结果进行了对比分析，对延长后资料整体系列进行了代表性分析。
针对资料插补延长的使用方法和精度评定提出了参考建议。
关键词：水资源分析评价；水文资料；资料系列；缺测资料插补延长；精度评价中图分类号：P337 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0084-02在数理统计等分析计算中，数据系列的长度决定着系列的统计特征值精度，系列越长其统计精度和代表性越好。
在水文数据分析计算工作中，经常会遇到部分测站的资料系列长度与周边站相比较短或部分缺测的情况，在做区域水文特征值统计计算时必须对其进行差补或延长，使其与周边站资料年限一致并满足系列长度要求。
文中以呼兰河支流安帮河为例，对其降雨、径流资料进行延长和资料代表性分析。
1 示例流域简介安帮河位于呼兰河左岸，属铁力市境内，河长114km，流域平均坡降1.75‰，流域面积880km2，流域形状呈狭长形，上游为山地地貌特征，下游为平原地貌。
流域安帮河站实测水文资料年限为1955至1987年（径流资料）和1952至1988年（降水资料）。
2 降雨缺测资料插补延长方法介绍2.1 算数平均法因降雨站分布较密，邻近区域雨量一般相差较小，所以采用缺测站周边站同期雨量均值来代替缺测雨量。
文中选择安帮河站周边9个站同期多年平均年雨量的均值代替安帮河站同期雨量。
2.2 等值线法针对缺测站周边站点较稀疏的情况，可选用较大范围内的雨量站，绘制同期降雨量等值线图，按照等值线分布查线或内插缺测站同期雨量。
2.3 相关法如果周边站点非常稀少，不满足绘制等值线的条件，可采用缺测站正常观测系列与正常站数据同期相关图，利用该图查读缺测系列数据。
复相关在水文资料插补中的应用
致（ 图４。 见 ）
目 １０ ５
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月 份
图 ３ 区域 多年 平均 降雨 量 年 内分 配 图
图 ４ 区域 年 降 雨 量 过 程 线 圈
口
参考文献 ：
［ ］ 傻德 ．水 文 统 计 ＞Ｍ］河 海 大 学 出版 社 ，０ １年 ５月． １王 《 ［ ． ２０
１ ／ Ｖ
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分别 代表 ｙ、。 系列 的均 方差 、
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分 别代 表 Ｙ与 ． 、 Ｘ、ｌ ｇ Ｙ与 ２ 与 ： ｌ Ｘ 的
相关 系数
２ 回 归分 析及 方 程
２．
３ 应 用 实例
他 翌 系 素 数 已 知量 来 们 墨 关 加 竺 量 与从 一个 之 的 以述 便 间 描
第 １ Ｏ期 （ 总第 ３ ３期 ） ５
【 文章 编 号 】 １０ － ８ ６ （０ １ ０ ０ ２ － ２ ０ ９ ２ ４ ２ １）１ － ０ １． ０
吉 林
水
利
２１ 年 １ ０１ Ｏ月
复相关在 水 文资料 插补 中的应用
丁旭广 ． 任 坤
（ 吉林 省 水文 水 资源局 辽 源水 文分 局 ， 吉林 辽 源 １ ６ ０ ） ３２０
，… ，
．
…
…
…
…
…
．
关。
基于SRTM DEM的月降水量空间插值方法研究
基于SRTM DEM的月降水量空间插值方法研究
邓霞;董晓华;薄会娟;胡瑞
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2010(032)010
【摘要】利用ArcGIS地统计模块中的反距离权插值法、径向基函数插值法、克里格插值法和协克里格插值法,对清江流域1998年4-9月的月降水量进行了插值研究.结果表明:考虑高程、坡度、坡向等地形因素的协克里格插值法比其他3种方法具有更好的插值效果.
【总页数】3页(P45-47)
【作者】邓霞;董晓华;薄会娟;胡瑞
【作者单位】三峡大学,土木水电学院,湖北,宜昌,443002;湖南武陵电力有限公司,湖南,长沙,410015
【正文语种】中文
【中图分类】P333
【相关文献】
1.基于SRTM DEM的ASTER GDEM数据修复方法研究 [J], 罗学彬;李国明;赵登文;应国伟
2.SRTM DEM数据空洞插值填补方法对比分析 [J], 黄朝安
3.基于SRTM3 DEM与ASTER GDEM2数据的海外输电线路勘测设计 [J], 孙步阳;高首都;张中原
4.基于DEM的降雨空间插值方法研究 [J], 熊一然;黄兵;胡铁松
5.中国区域SRTM DEM与ASTER GDEM误差空间分布特征 [J], 胡加佩;关小荣;刘学军
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协同克里格方法在东海表面温度场数据插值中的应用
时间 内获 取数 据 。将这 些来 源不 同、 精度 不一 的水 温 数据 转 化 为某 一 时 间段平 均 的格 网数 据是 水 温原 始调 查数 据转 化 为数据 产 品 的基 础 性 工作 。因 此 ， 有必 要 对 原始 测 量 数
据进 行插 补或 插值 处理 以及 对 数据进 行 时 间段统 计处 理分 析 ， 以期 在其 客观性 、 学性 和 科 完备 性上 作 出提升 。
区域 水 文数据 可 看成 由物 理机 理控 制 的趋势 场分 量和 受 随机 因素控 制 的剩余 场分 量 两部 分组 成 。物理 趋 势场分 量 可视 为确 定 因素 ， 由理论模 拟 ， 可 随机 场部 分这 里 引入地 质
统计 方法 进行 处理 。将 两个 分量 分别 进行 插 值 处 理 ， 后求 和 得 到 最终 插 值 结果 。本研 然
１ 技 术 流 程
技 术 流程分 为 以下几 部分 ： 实验 数据 准备 、 平稳 检验 、 相关 性 检验 、 实验 变差 函数 计算 与拟合 、 Ｎ／ 通克 里格插 值 、 协 普 求得 海表 面温 度均估 计 值 、 计效 果分 析和 分析讨 论 得 出 估
结论 （ １ 。 图 ）
学等许 多 方面 都有 成功 应用 的实 例 。本研 究 首次 将协 同 克里格 方法 引入 到海 洋水 文插 ］
收 稿 日期 ： ０ １０ — ６ ２ １ － ６ ２
作 者 简 介 ： 庆 磊 （９ １） 男 ， 面研 究 ． — ｉ ｓｎ ｑ＠ ｆ ． ｒ． ｎ 宋 １８一， 硕 主 Ｅｍａ ：ｏ ｇｌ ｉ ｏｇ ｃ ｌ ｏ
普通克里格插值
剩余估计值
物理趋 势值
格网化空间数据 估 计效果 分析
多变量时间剩余协克立格模型理论及其在水文数据分析中的应用
多变量时间剩余协克立格模型理论及其在水文数据分析中的应
用
刘小燕;朝伦巴根;刘廷玺;刘晓革
【期刊名称】《内蒙古农业大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2001(22)3
【摘要】本文将随机水文学和多变量地质统计学相结合 ,提出了多变量时间剩余协克立格模型。
该模型将水文变量的周期性成分和趋势性成分视为确定性分量从原始各测站水文时间序列中剔除 ,剔除剩下的剩余值属于时空随机函数 ,从而以这种剩余值作为研究变量去刻划原水文变量的时空相关特征。
该模型可用于水文变量的插补延展和短期预报。
【总页数】7页(P93-99)
【关键词】随机函数;协克立格模型;多变量时间剩余;变差函数;协方差函数;水文数据
【作者】刘小燕;朝伦巴根;刘廷玺;刘晓革
【作者单位】内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院;乌盟水利局
【正文语种】中文
【中图分类】P333.6
【相关文献】
1.球状理论变差函数模型与多时段泛克立格空间理论在插补延长水文数据中的应用[J], 戴鑫;杨帅;李宝强;霍瑜
2.多时段泛克立格空间估计理论及其在水文领域中的应用 [J], 刘廷玺;朝伦巴根
3.月尺度的协克立格模型在水文数据插补延长中的应用 [J], 王亮;朱仲元;朝伦巴根;何桥
4.多时段空间剩余协克立格模型基本理论及其在水文领域中的应用 [J], 刘小燕;朝伦巴根;刘廷玺;贾克力
5.时空协克立格模型在估计缺测年径流数据中的应用 [J], 刘小燕;朝伦巴根;王亮;李凤玲
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基于机器学习的水文系列插补延长模型研究
西北水电•2221年•第2期15文章编号：1006—2210(2021)02—0019—22基于机器学习的水文系列插补延长模型研究翁茂峰0刘莹莹1，痣思飞、，梁曦0,刘蕊蕊2（4中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安710065；2.陕西省水利电力勘测设计研究院，西安710001）摘要:传统的水文插补延长模型预测效果一般且计算较为繁琐，难以满足重要水文资料的插补延长。
文章基于机器学习模型，依据安塞水文站和枣园水文站多年水文资料，利用水文数据间的非线性关系建立水文插补延长模型。
结果表明，传统的水文插补延长线性模型具有一定的效果，但仍需进一步提升;机器学习模型能搜寻数据间的非线性关系，不同的模型效果具有一定的差异，其中支持向量机(SVR)最优,BP神经网络模型次之,XGBnt模型最差;SVR模型结合网格寻优可以得到较为有效的水文插补延长模型，可为水文插补延长提供参考。
关键词:水文系列;插补延长;机器学习模型;安塞水文站;枣园水文站中图分类号:TU443文献标志码:A D0I：10.3969/黄—n1006-2610.202422,203Research on Extension Model oO Hydrologicl Inteuolation B co S on Machine LearmngWeng Maofeng1，Li-Yineying1，Kou Sife—，Liang X—，Li-Ru—ui、((.Power—hina Northwest Engineering Corgoradon Limiteh，Xi'an710065,China；2.Shaauxt Hyyropowev Sumey and Design Research Institute，Xan71O OH,China)Abstract:The tradi—onai hyyroloaicai intergoWdon extension moOei has eenerai prehiction e—ect and cambersome caWaWtions,and—is di—fohW to meet the intergoWdon extension reguirement of important hyyroloaicai Oata.Base—on machine learning moOei,the authov es-taUUshes a hydro W yich intergoWdon extension moOei with the nonlineav reWtionship between hydro W heal Oata on basis of the long-term hyymWyich data of Ansai Hyyroloncai Station md Zaoyuan Hyyroloaicai Station■The results show that the WaUi—onai hyyroloaicai intev-poladon extendeh iineav moOei has a certain e—ect,but—stilt neehs fu—hev improvement;hthouph the machine learning moOei can search feu nonlineov mWtionships between yata；the e—ects of different moOeW have ce(Wn didemnees.Among them，SVR is the ophmai；the BP nexrh networb moOei is the second，and the XGBoet moOei is the least e—ective.The SVR moOei comSineh with grid ophmizadon cm eet a more e—ective hyymWaich intergoWdon extension moOei,which provides a reference feu hyymWaich intergoWdon extension■Key wgrUo:hyUroloncai se—es；intergolation extension;imichine learning model;Ansh hyUrolonch sWdon；Zaoyuan hyUmlonch stationo刖FT水文计算工作常需较长系列的水文资料。
水文资料系列插补延长实例分析
水文资料系列插补延长实例分析作者：黄琦胡艳娇田长涛来源：《科技创新与应用》2019年第22期摘 ;要：在水资源量分析计算和水文要素系列频率分析时，经常遇到某一样本资料系列不完整或年限较短的问题，文章利用目前几种常规方法对此类资料系列进行了插补或延长分析。
分析方法力争简明扼要，便于实际应用。
经分析表明，各方法分析结果基本一致，可做为参考手段实际应用。
关键词：水资源量;水文资料;水文要素系列长度;系列插补延长;分析评价中图分类号：P337 ; ; ; ; 文献标志码：A ; ; ; ; 文章编号：2095-2945（2019）22-0053-02Abstract： In the analysis and calculation of water resources and the frequency analysis of hydrological factor series， the problem of incomplete or short years of data seriesofa certain sample is often encountered. In this paper， several conventional methods are used to interpolate or extend this kind of data series. The analysis method supposed to be concise and is convenient for practical application. The analysis shows that the analysis results of each method are basically the same， andcan be used as a reference means for practical application.Keywords： amount of water resources; hydrological data; series length of hydrological elements; series interpolation extension; analysis and evaluation1 概述數理统计法是各种分析样本在分析统计参数时常用的方法，其使用前提是对样本资料系列精度要求较高，其中资料系列完整性和系列长度是衡量精度的重要指标。
球状理论变差函数模型与多时段泛克立格空间理论在插补延长水文数
戴
鑫等
９ ３
【 技 术应 用 】
球 状 理论 变差 函数 模 型 与 多 时段 泛 克 立格 空 间理论 在插 补延 长水 文 数 据 中 的应 用
戴 鑫 ， 杨 帅 ， 李 宝强 ， 霍 瑜
（ １ ． 内蒙古包头 市水政监察支 队， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ０ ０ ；
２ ． 内蒙 古 包 头 市 禹龙 水 利 水 电建 筑 工 程 有 限责 任 公 司 ， 内蒙 古 包 头 ０ １ ４ ０ ０ ０ ）
［ 摘
要］ 文章利 用多时段泛克立格空 间理论 ， 针 对扎 兰屯市及周 边流域 水文 气象站分布 不均 匀， 水 文数 据在 时 间上
缺测的特点 ， 能够 实现水文 变量的最优估计和外推预测 ， 检验 统计参数 全部在检验 限度之 内， 插值 结果与 实测降雨量数
＝
ｍ（ ， ｔ ｏ ）＝∑
（ ）
式中 ． ｆ Ｉ （ ） 一第 三 个飘移基函数；
（ ） 的系数 。 当最 初确定飘 移公 式的形式时 ， 可 以采用趋势 面分析法来 确定 。给出多个飘 移式 的形式 ， 将其代人泛克立格方程组 ：
磊 ｒ （ ， ） ｕ Ｊ （ ｘ Ａ＋ ｒ （ ， ％ ） ； ｄ ＝ １ ２ ， … ， Ⅳ
－
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一
ｒ （ ， ）＝ｒ （ ） Βιβλιοθήκη ［ （ ）一 Ｒ （ ） ］
十
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由于很 多水 文因素受外在环境 的影 响 比较大 ， 往往 显示 较 明确的异向性 ， 在水文 气象站 点分 布较多 的条件 下 ， 可 以根 据 不 同方 向选取水 文测 站 ， 绘制变 差 函数 图 ， 最终形 成套 合变 差 函数 。 １ ． ３ 多 时段 泛 克 立格 方 程 组 估计式 为 ：
基于孔穴效应的时空变差函数在水文数据插补延长中的应用
子站 １ ６ ～ ｏ ５年 和外 沟 门站 １６ ～ ９ １年 实 测 径 ９５２０ ９５ １９ 流深数 据 ，用一 维孔 穴效应 指数 函数 模 型拟合 三站 的 时空 直接一 交叉 变差 函数 ，通 过时 空域 协 同克 立 格法 对 外沟 门站 缺测 径流 进行 了估 值插 补 ，并与适 线 法插 补 结果 进行 比较分 析
多变量之 间又有相 关性 。 它的 变差 函数 一般 表现 有孔 穴效 应 。 即水 文数据 变差 函数 非单调 递 增 、 示 出 显 有 一定周 期 的波动 。用一 维孔 穴效应指 数 函数模 型拟 合 水文数 据 的 时空直接 一 叉变差 函数 ， 交 用协 同克
立格 最优 估 计方 法插补 延 长缺测 水 文数据 。 验 证插 补延 长 结果 可信 。 经
为 ｔｊ ｌ２ … ） ｉ ＝ ，， （ 中某 一特 定 值 、０ 筋（ １ ２ …Ｋ） ｋ 为 ，， 中 某一 特定 值 ， 么第 ｋ 测 站 ｔ时 刻年径 流 深可 仿 照空 那 。 。
间域 协克 立格模 型用 全部 有效 数据 的线 性组 合表示 ：
Ｔ Ｋ
刘廷玺 、 朝伦 巴 根［ 用 多 时 段 泛 克 立格 、 间 因子 克 ５ ， 日 时 立格估 计 理论对 降雨 量序 列数 据进 行 了插值 。这 些研 究没有 考 虑变差 函数 所反 映 的孔穴 效应 。即水 文 变量
（． １内蒙古 农业 大学水 利 与土 木建 筑工程 学 院 ， 内蒙古 呼 和浩特 ００１； １０ ８ ０ ０ １） １０ ０
２合 肥工 业大学土木建 筑工程 学 院。 ． 安徽 合肥 ２ ０ ０ ；． ３ ０ ９ ３内蒙古 自治 区水文 总局 ， 内蒙古 呼和 浩特
协整和集对分析法在降雨资料短缺地区的插补移用
协整和集对分析法在降雨资料短缺地区的插补移用
王秀杰;齐喜玲;滕振敏;李丹丹
【期刊名称】《水利水运工程学报》
【年(卷),期】2022()5
【摘要】针对中小流域降雨资料短缺,洪水精确预报难度大的问题,提出利用线性协整和集对分析(SPA)方法分别对台风雨和非台风雨下的观测降雨数据进行插补移用,以驼英水库为例,进行洪水预报研究。
研究得出:(1)基于台风雨协整计算结果发现雨量站之间存在协整关系,协整模拟结果与实测降雨的纳什系数均在0.85以上,相关系数达到0.90,主雨峰和场次降雨误差均较小,说明协整理论可用于降雨资料短缺时的数据插补;(2)非台风雨降雨序列经补充集合经验模态分解(CEEMD)和集对分析(SPA),根据综合联系度拟定数据移用最优方案,显著提高了降雨数据移用的有效性及准确性,提高了洪水预报精度。
该方法可为其他同时存在台风雨和非台风雨地区降雨资料的插补移用提供新思路。
【总页数】9页(P129-137)
【作者】王秀杰;齐喜玲;滕振敏;李丹丹
【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学建筑工程学院;崇左市左江治旱工程管理中心
【正文语种】中文
【中图分类】P338
【相关文献】
1.插补库区缺测降雨资料及对洪水预报精度的影响
2.无资料地区水文系列移用简化算法
3.缺资料地区设计径流插补方法对比分析研究
4.时间序列分析法在资料插补及趋势预报中的应用
5.缺资料地区降水系列的插补及验证
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中图分 类号 ：Ｖ１４ Ｔ ２
文献 标识 码 ：Ａ 来自文 章编 号 ：０ ０ ０ ５ （ １）５ ０ ２ — ６ １０ — ８ ２２ １ — ０ ９ ０ ０ ０
１ 引 言
一
月降水 量值 可 以表 述 为时 间序列 ：
式 中： ） ｍ （ 为确定性 的均值 ； （ 为均值为零 的随机剩余 ｔ ）
项。我们假设对所有的 Ｊｍ ） ｊ （ 均值可从观测数据计算出。 ｝ ，
剩余 项 ｌ （） 以从 （） ， ｔ可 中减 去 ｍ （） 到。 了 得 为 估计 缺测 的剩余 值 Ｙ （ ）考 虑到 线性估 计 ， 么 。 ％ ， 那 站 ｔ观 测时段 的剩余项 的估 计值 可表示 为 ： 。
】 （）∑∑ＡＹ ， 如＝ … （ ）
ｒ
（ ３ ）
式 中 ： 为 站 ｔ 测 时段 的权 重 （ 量纲 ） Ａ 观 无 。不论 权
重取 什么 值式 （ ） ３ 的估 计都 是无 偏 的 ， 因为 剩余项 的均 值为零 。 重 Ａ 过使期 望 的估计误 差平 方最小 为条 权 通
同时 因为水 文 变量 间存在 着 时空屏 蔽 效应 ．这 种
效 应一 般有 三 种 ， ： 同站 同时 观测 的数据 间相 互屏 即 不 蔽 ， 般称 为交 叉屏 蔽 ： 一 同一站 不 同时 间的 观测数 据 间 相 互屏 蔽 ， 般 称为 连续 屏蔽 ： 一 还有 就是 不 同站非 同 时 观 测数 据 间存在 混合 屏蔽 。正 是 由于数 据 间存在 的屏 蔽 效应 而影 响 了数据 间具 有 的时空 相关 性 ．用过 多较
（． １内蒙古农 业 大 学水 利 与土木 建 筑工程 学 院 ， 内蒙古 呼和 浩特 ０ ０ １ ； １ ０ ８
２ ．内蒙古 自治 区水 文总局 ， 内蒙古 呼和 浩特 ０ ０ １ ） １ ０ ０
摘 要： 月尺度 的协 同克 立格模 型能 够对 水 文 变量 进行 线性 、 无偏 和 最佳估 计团 。针 对 水文数 据在 时 间
ｔ
（ ５ ）
收 稿 日期 ：０ ０ １— ６ ２ １— ２ ０ 基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（０ ３０ ０、０ ６ ０ ５ ５ １９ ４ ５ ７ ９ ０ ） 作 者 简 介 ： 亮 （９ １ ）女 ， 古 族 ， 王 １８一 ， 蒙 内蒙 古 通 辽 人 ， 蒙 古 农 业 大 学 在 读博 士 生 ， 事 水 资 源 评 价 研 究 。Ｅ— ａｌ１５ ５ ５ ＠１３ｃｍ 内 从 ｍ ｉ：０ ０ ０ ５ ６ ＿ ０ 通 讯 作 者 ： 仲 元 （ ９ ６ ）男 ， 朱 １ ５ 一 ， 内蒙 古 乌 兰 察 布 人 ， 授 ， 士 生 导 师 ， 事水 资源 评 价 研 究 。Ｅ ｍａ ：ｍ ｚｙ ｏ ｔｍ 教 博 从 － ｉ ｎ ｇｚ＠ｔｍ． ｌ ｏ
插 补 延 长 提 供 了 可 能 性 ．许 多学 者 对 这方 面 也 有 所
研 究 Ｉ］ １ 。降水 量数 据 的缺乏 给许 多水 文分 析工 作带 来 － ７ 了 困 难 ，以 滦 河 流 域 内蒙古 段 的 多伦 站 、大河 口站 １ ６ ～ ０ ９年和 花塘 沟站 １ ８ ～ ０ ６年 实测 月 降水 量 ９ １２ ０ ９２２０ 资料 为基 础 ，用月 尺度 的协 克立 格模 型对 花塘 沟缺 测 数 据进 行 了插 补 ， 得 了 比较 可信 的结 果 。 取
件来选 择 。期望 的估 计误 差平 方为 ：
ＥＳ
。
远 的数 据点 对待 估点 进行 估值 时 ，它 的贡献 一般 非 常 小 ， 响 了估 值 的精度 ， 影 因此分 析数 据结 构对估 值 的敏
感 性就 显得 非常 重要 。
（ ）Ｅ｛ 。ｔ 一 幻 ］ ￡ ： （ ）Ｙ （ ）） ｏ ｏ
（） ４
然而使 式 （ ） 小 的 Ａ ４最 必 须对 所有 的 ｋ ｔ 足下 式表 ，满
示 的线 性方 程组 （ 明略 ） 证 ：
２ 月降水量协克立格插值模 型
假设 在 流域 内有 Ｋ 个雨 量站 。与这 些测 站相 关 的
∑ ∑Ａ ， ＝ ∥ ｆ （ （ ｆ ） ）
上缺 乏 的特点 ， 而且 单 变量具 有 相依性 ， 变量 之 间又 多 有 相 关 性 。这 为 用 地 质 统计 学对 水 文 缺测 数 据 进 行
（）ｔ ￡ ， 为观测 的月份 。 站 ｔ 的降水量 表示 为 ： 月
（） ｍ （） ｙ （） ｋ ｌ２ … ＝ ＋ ＝ ， ， （） ２
上 富足 而 空 间上 缺 乏 以及 单 变量 具 有相 依 性 、 多变量 之 间 又有相 关性 的特 点 ， 滦河 流域 内蒙 古段 的 以
大 河 口、 多伦和 花塘 沟三 个 雨量 站 的 实测 月 降水 量 资料 为基 础 ， 月尺度 的协 克 立格模 型对 缺 测数 据 用 进 行 了插补 延 长。 经验 证 明估值 精度 较 高 ， 结果 可信 。同 时还 对 影响估值 精度 的数 据 结构进行 了讨 论 结果表 明 ， 据 结构 对估值 精度 的 影响 主要取 决 于观测 数据 间存 在 的相 关性 数
第３卷第５ １ 期
２ 年 １ 月 ０１ １ ０
水 文
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Ｖｏ ． Ｎｏ５ １３１ ．
Ｏｃ ．２ １ ｔ ０１ ．
月尺度 的协克立格模 型在水 文数据插补延长 中的应 用
王 亮 １， ， 朱仲 元 ， 伦 巴根 ， 桥 ２ 朝 何
ｚ（） ｚ（） … ， （） １ ，２ ， ｔ （） １
般 地说 ，水 文数 据 大多具 有 时间上 富足 而空 间
这 里 ： 角标 Ｋ表示 测站 ，是 观测 时 间。 下 ｔ Ｋ 个 雨 量 站 的月 观 测 值 表示 为 ： １ｔ ， （） … ， Ｚ （） ，