桑燕芳
- 作品数：106 被引量：667H指数：13
- 供职机构：中国科学院地理科学与资源研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目中国科学院战略性先导科技专项更多>>
- 相关领域：水利工程天文地球自动化与计算机技术文化科学更多>>
- 基于多模型比选耦合的降水预测
- 2024年
- 变化环境下水文时间序列的模拟预测难度不断加大,以往研究大多聚焦在模型的不同组合尝试与应用探索,但缺乏针对不同组合模型适用性与稳定性的系统研究。选择经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)、改进的总体平均经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD)和变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)4种常用的分解算法,与多元线性回归(multivariable linear regression,MLR)、随机森林(random forest,RF)、BP神经网络(back propagation,BP)、卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)5种具有代表性的模型结合,构建20种基于“分解-预测-重构”模式的组合模型,并以华北地区密云、官厅两流域年和汛期降水为例,进行模型适用性与稳定性综合对比分析。结果表明:单一模型对密云流域年降水和汛期降水的预测结果优于官厅流域,但整体预测结果均不理想;结合分解算法后的组合模型预测结果明显优于单一模型,且该预测结果存在正负误差抵消现象,因此有助于进一步提高组合模型的整体预测精度;与基于EMD系列的分解算法相比,VMD算法对模型预测精度提升效果最显著,组合模型适用性和稳定性整体上表现为VMD-MLR>VMD-LSTM>VMD-BP>VMD-CNN。
- 武少振任智慧赵雪花杨默远桑燕芳
- 关键词：时间序列分解
- 基于WA、ANN和水文频率分析法相结合的中长期水文预报模型的研究被引量：11
- 2009年
- 针对传统中长期水文预报方法模拟预测结果精度低、未考虑水文不确定性因素的影响等问题,本文将小波分析(WA),人工神经网络(ANN)和水文频率分析法联合使用,建立了不确定性中长期水文预报模型:即在应用WA揭示水文序列变化特性的基础上,将原序列分为主序列和随机序列两部分,然后利用ANN对主序列进行模拟预测,对随机序列进行水文频率分析,最后将两部分结果叠加作为最终预测值。将该模型用于黄河河口地区作中长期水文预报,并与传统方法作对比,进行模型验证。结果显示:该模型能同时揭示序列的时、频结构和变化特性;预报值结果精度高;且合格率高;能定量分析和描述水文不确定性因素对预报结果的影响,可得到不同频率对应水文序列的模拟预测值。因此该模型的预报结果更加合理有效,对实际生产应用更具有指导意义。
- 桑燕芳王栋吴吉春朱庆平王玲
- 关键词：中长期水文预报水文时间序列小波分析
- 一种水文时间序列小波互相关分析方法
- 本发明公开了一种水文时间序列小波互相关分析方法，首先选择小波函数和时间尺度范围，然后对待分析的水文时间序列进行连续小波变换分析；计算水文时间序列在不同时间尺度上及不同时滞下的小波互协方差；求解两序列在不同时间尺度上及不同...
- 王栋吴吉春桑燕芳祝晓彬
- 文献传递
- 水文序列小波分析中小波函数选择方法被引量：92
- 2008年
- 将信号离散小波变换中常用的7个小波系共54个小波函数作为选择范围,应用蒙特卡罗方法,通过黄河利津站和浙江白溪流域的实测水文序列,探讨小波分析中影响小波函数选择的因素,进而建立合理选择小波函数的依据和方法。该方法应用每个小波函数对水文序列进行小波分解,并重构得到低频重构序列和高频重构序列两部分及相应的特征值,依据相应的小波函数选择判别标准分析特征值,从而得到合理的小波函数。研究结果表明,序列自身的变化特性是小波函数选择的重要影响因素;整体上序列变化特性越复杂时,适用的小波函数类型就越少。对两个流域资料分析结果验证了本文的小波函数选择方法的合理性。
- 桑燕芳王栋
- 关键词：水文时间序列小波分析多时间尺度蒙特卡罗模拟
- 一种确定农业干旱受灾面积的叶面积指数相对阈值方法
- 本发明公开了一种确定农业干旱受灾面积的叶面积指数相对阈值方法，包括：选择某一物候期，计算夏收/秋收作物该物候期平均叶面积指数时间序列；确定基准年，以该年份夏收/秋收作物该物候期平均叶面积指数作为基准值，用于判断农业干旱程...
- 桑燕芳石嘉丽任智慧
- 全国日降水过程随机性的空间分布特征
- 本文基于1961—2013年中国520个站点的日降水数据,选用信息熵指标分析了全国日降水随机性的空间分布特征。分析认为,地形、气候、台风、人类活动等因素的综合影响决定了全国日降水随机性的空间分布特征,但不同区域的主导因素...
- 李鑫鑫桑燕芳
- 关键词：日降水信息熵洪涝灾害季风
- 相关系数准则对水文相依模型的适用性及验证被引量：2
- 2021年
- 相依变异是水文过程变异的一种重要表征形式,可以用自回归、滑动平均和自回归滑动平均模型进行描述,但如何有效地确定模型阶数是前提和关键。相关系数准则是针对自回归模型提出的定阶准则,该准则基于相依成分与原序列间的相关系数指标,计算其均方误差以反映模型的拟合优劣,并构造信息熵函数以衡量模型不确定性及复杂程度。本文基于相关系数定阶准则,尝试探讨该准则对于滑动平均和自回归滑动平均模型的适用性。以三阶以内的滑动平均模型和自回归滑动平均模型为例,统计试验表明:相关系数准则所判定阶数相较于其它两种常用的准则更为准确。最后选取实测水文序列对其进行验证,结果表明该定阶准则同样适用于滑动平均和自回归滑动平均模型。
- 霍竞群谢平桑燕芳王纲胜李雅晴牛静怡
- 关键词：水文序列相依
- 变化环境下洞庭湖洪水变异规律及防洪安全评价研究展望被引量：8
- 2017年
- 在全球气候变化和高强度的人类活动影响下,许多流域和地区的天然水文序列的一致性遭到破坏。对于洞庭湖流域,其洪水要素序列发生了明显变异,使得基于一致性的洪水频率计算方法不再满足实际需求,也无法作为防洪安全评价的主要依据。研究适用于变化环境的非一致性洪水的防洪安全评价方法变得尤为重要。围绕变化环境下的水文变异问题,首先梳理总结了相关研究成果和主要方法,然后综述了非一致性洪水频率计算的研究进展和区域水安全评价的基本方法,并重点对目前研究中存在的不足进行了说明。在此基础上,围绕如何探索变化环境下洞庭湖洪水规律识别和科学防洪安全评价问题,指出了未来研究需要重点关注和解决的科学问题。
- 谢平孙思瑞赵江艳桑燕芳宁迈进周慧
- 关键词：防洪安全环境变化洞庭湖
- 一种判别水文时间序列非平稳性的方法
- 本发明公开一种判别水文时间序列非平稳性的方法，包括：确定具体的集合经验模态分解方法；对序列进行分解；利用白噪声的能量扩散函数，识别出原序列中所有的周期成分；去除原序中的周期成分，将剩余成分作为新序列；选择合适的模型方程进...
- 桑燕芳刘昌明孙福宝
- 文献传递
- 非一致性水文频率计算的基因途径Ⅰ:水文基因遗传、变异和进化原理被引量：8
- 2018年
- 随机水文过程受到随机性和确定性因素的综合影响,其时间序列不仅具有反映遗传特性的纯随机成分,还含有反映变异特性的确定性跳跃、趋势、周期成分和随机性相依成分,使得随机水文过程表现出复杂的变化形态和演变规律.为了对上述复杂的变化形态和演变规律进行统一认识,本文从随机过程模拟和时间序列分析两个角度描述了非一致性水文序列的遗传和变异特性或规律,同时对非一致性水文频率计算途径进行比较,说明非一致性研究面临的主要问题.在此基础上,本文借鉴生物基因概念来定义水文基因,并分别利用常规矩、权函数矩、概率权重矩、线性矩等描述水文基因的构建和表达过程;同时定义跳跃、趋势、周期、相依和纯随机成分为构成水文基因的5种水文碱基,综合考虑非一致性水文序列的遗传成分和变异成分,并阐述其遗传、变异和进化原理,以揭示水文要素概率分布遗传、变异和进化的演变规律.
- 谢平吴子怡吴子怡赵江艳桑燕芳
- 关键词：非一致性
