抗差理論在洪水預(yù)報中的應(yīng)用研究.pdf

1、河海大學(xué)博士學(xué)位論文抗差理論在洪水預(yù)報中的應(yīng)用研究姓名：瞿思敏申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：水文學(xué)及水資源指導(dǎo)教師：包為民20040401A b s t r a c tT h e t h e o r yo f r o b u s te s t i m a t i o ni si n t r o d u c e di n t ot h er e a l —t i m ef l o o df o r e c a s t i n gs y s t

2、e m T h er o b u s t s y s t e m c a i l p r e v e n ta b n o r m a l f a c t o r sf r o me n t e r i n gt h e f l o o ds y s t e m ．s oa st oe n s u r et h es t a b i l i t yo f t h es v s t e ma n dt h ea c c u r a c y

3、o f f l o o df o r e c a s tF i r s t l y i i n ti , t h et h e o r yo f r o b u s te s t i m a t i o n s r o d u c e d n t op a r a m e t e r e s t i m a t i o no f t h ea u t o ．r e g r e s s i v em o d e l ( A R m o d

4、 e l ) A l s os o m ee s t i m a t i o nm e t h o d s c o m m o n l y u s e d ，i n c l u d i n gt h eH u b e te s t i m a t i o n a n dI G G e s t i m a t i o n ．a(chǎn) r ei n t r o d u c e da n dc o m p a r e dw i t ht h eL

5、e a s tS q u a r eM e t h o d ( L S M ) ．E x a m p l e ss h o wt h a t ，w i t hf l o r m a l o b s e r v e dd a t a ，t h e r e s u l t s o b t a i n e d b yt h et h r e e m e t h o d sa r e s a t i s f a c t o r y , h o

6、w e v e r , i ft h eo b s e r v e dd a t aa r ea b n o r m a l ，t h ee s t i m a t e dr e s u l t sb vL S M i s n o ts a t i s f a c t o r y , w h i l et h e r e s u l t s 抒o m t h e o t h e r t w o m e t h o d s a r e s

7、 t i l l s a t i s f a c t o r y , I n a d d i t i o n ．t h ec h a r a c t e r i s t i co fo u t l i e ri nt h er e s e r v o i ri n f l o wi sa n a l y z e da n dt h et h e o r yo f r o b u s te s t i m a t i o n i s i

8、n t r o d u c e d i n t o t h e f o r e c a s t o fr e s e r v o i r i n f l o w a n dr e a l ．t i m e e r r o rc o r r e c t i o n o fi t ，T l l e r o b u s t s y s t e m c a n p r e v e n t o u t l i e r a n de x t r e

9、 m e e r r o r f r o mi n f l u e n c i n gc o r r e c t i o ne f f i c i e n c y , s oa st oi m p r o v e t h es t a b i l i t yo f c o r r e c t i o nr e s u l t s ．R o b u s tm e a ns q u a r ee r r o ri s p u tf o r

10、w a r dt oc o m p a r e v a l i d i t yo f t h et h r e ee s t i m a t i o nm e t h o d s ．R e s u h ss h o w r o b u s t i f l e de s t i m a t i o nm e t h o d s a r ee f f e c t i r et ot h e p r e v e n t i o no f o

11、u t l i e r ．I n t h er e s e r v o k s w i t h b i g f l u c t u a t i o no f i n f l o w , t h e d i f r b r e n c eb e t w e e n L S Ma n dr o b u s t i f i e de s t i m a t i o nm e t h o d s ( i n c l u d i n gH u b

12、 e r e s t i m a t i o na n dI G G e s t i m a t i o n )i s l a r g ea n dr e d u c t i o ne x t e n to fr o b u s tm e a ns q u a r ee r r o ri sl a r g e ，a n dv i c ev e r s aF u r t h e r m o r e ，丘o m t h e v i e w

13、p o i n t o f h y d r o l o g i c a l a p p l i c a t i o n ，t h e t y p e s a n dc h a r a c t e r i s t i co f r a i n f a l lo b s e r v a t i o n e r r o r i nh y d r o l o g i c a lr e m o t es y s t e m a r ea n a

14、l y z e da n dat h r e e —s t e p w i s ew e i g h tf u n c t i o nc o r r e c t i o nm e t h o do f t h ee r r o ri nt h es y s t e mi sd e v e l o p e do nt h eb a s i so f t h e o r yo f r o b u s t i f l e dL e a s t

15、 S q u a r eM e t h o d ．F o u rr o b u s ts c h e m e s a r e p r o p o s e d b y c o n s i d e r a t i o n o f t h e p r o b l e m t h a t i f t h e m e a n a r e a lp r e c i p i t a t i o ni sc l a s s i f i e d a n

16、dt h ed i f f e r e n tf o r m a to f d e s c e n d i n gw e i g h t e df u n c t i o n ．R a i n f a l ld a t ao f2 8f l o o d sb e t w e e n1 9 7 4a n d 1 9 9 9i 1 1 W u x i g o uB a s i no fW e i s h u iR e s e r v o i

17、 ra r e a n a l y z e da n d c a l c u l a t e d a n dt h ew e i g h tf u n c t i o n o fe v e r y s t e p a r eo b t a i n e d T h em e t h o di s t e s t e du s i n gX i n ’a n j i a n gm o d e It o c a l c u l a t et

18、h ed i s c h a r g eh y d r o g r a p h R e s u l t ss h o w t h a ta t h r e e —s t e p w i s ew e i g h tf u n c t i o nc o r r e c t i o nm e t h o d i se f f e c t i v ea n d a p p l i c a b l ea n d c a n b e s p r

19、e a di no t h e rb a s i n s I tc a n e l i m i n a t e t h eo u t l i e ro f r a i n f a l ld a t aa n di m p r o v e t h ea c c u r a c yo f f l o o df o r e c a s t ．F i n a l l y , R o b u s t i f l e dr i d g ee s t

20、 i m a t i o nt h a t h a sb e e nw i d e l yu s e di n s u r v e y i n ga n dm a p p i n gi s s u g g e s t e da n da p p l i e dt ot h ee s t i m a t i o no f u n i th y d r o g r a p h ．r 6 er e s u k ss h o w t h a t

21、t h em i n u s v a l u ea n d f l u c t u a t i o n o fu n i t h y d r o g r a p h c a n b e m i t i g a t e d a n dt h e e r r o r o fo b s e r v e dd i s c h a r g e c a n b e w i t h s t o o d u s i n g t h e r o b u

22、s f i f i e dr i d g e e s t i m a t i o n ．K e yw o r d s ：r o b u s te s t i m a t i o n , A u t o - a g g r e s s i v em o d e l ( A Rm o d e l ) ，L e a s t S q u a r eM e t h o df L S M ) ，H u b e r e s t i m a t i o

23、 n , 1 G G e s t i m a t i o n ，r o b u s tm e a n s q u a r ee r r o r , r a i n f a l lo b s e r v e de r r o r , t h r e e - s t e p w i s e w e i g h t f u n c t i o nc o r r e c t i o nm e t h o d ，u n i t h y d r o