[發明專利]一種基于加權最小一乘法的水文模型效率系數計算方法

有效

• 申請號: 201710115825.1
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106897526B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 占車生;韓建
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種基于加權最小一乘法的水文模型效率系數計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取觀測和模擬徑流序列；

步驟2，計算觀測和模擬徑流序列的算術平均得到平均徑流q_mean；

步驟3，以平均徑流的倒數作為加權最小一乘法的權重（此處權重不進行歸一化）；

步驟4，改進的效率系數等與1減去觀測模擬值殘差絕對值序列的加權和除以序列長度；

步驟5，根據上述方法的具體計算方法如下：

$\[ \mathrm{HSE}=1\−\frac{1}{N}\underset{t=1}{\overset{N}{\∑}}\left|\frac{q_{\mathrm{obs}}(t)\−q_{\mathrm{sim}}(t)}{q_{\mathrm{mean}}(t)}\right| \]$

$\[ q_{\mathrm{mean}}(t)=\frac{q_{\mathrm{obs}}(t)+q_{\mathrm{sim}}(t)}{2} \]$

其中，HSE表示改進的考慮異方差性和對稱性的水文模型效率系數；N為序列長度；q_obs(t)為觀測徑流序列；q_sim(t)為模擬徑流序列；q_mean(t)為平均徑流序列。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中以平均徑流的倒數作為加權最小一乘法的權重，此處以平均徑流而非觀測徑流或模擬徑流旨在保證其滿足度量算子的對稱性公理。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中以平均徑流的倒數作為加權最小一乘法的權重，此方法所包含的異方差假定是水文模型模擬結果的殘差大小與平均徑流的大小成正比。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中以平均徑流的倒數作為加權最小一乘法的權重，此處權重不進行歸一化，原因在于權重即平均徑流的倒數與殘差的乘積量綱恰好為1，并無歸一化之必要。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中以平均徑流的倒數作為加權最小一乘法的權重，此處以最小一乘法代替最小二乘法，以降低率定結果對極端值的敏感性。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4和5中效率系數的計算方法與傳統的水文模型計算方法（如Nash效率系數）在順序上有所不同，前者先求商再求和，后者一般先求和再求商。