minhngoccomic

New Member

Download miễn phí Thử nghiệm phương pháp ngoại suy thống kê tuyến tính để dự báo những yếu tố khí tượng thủy văn biển





Kinh nghiệm dựbáo các quá trình tựnhiên quy mô lớn [1] bằng phương pháp ngoại suy
thống kê tuyến tính cho thấy rằng ứng với sốlượng các sốhạng ởvếphải của (1) khác
nhau sẽcho hiệu quảdựbáo khác nhau. Người ta cho rằng, tùy thuộc vào cấu trúc biến động
dao động của mỗi quá trình dựbáo mà tồn tại những giá trị tối ưu làm cho dựbáo quá trình
đó đạt hiệu quảcao nhất. Tác giảcủa phương pháp thống kê động lực và nhiều người áp dụng
phương pháp này vào các quá trình thủy văn và hải dương học đã chú ý khảo sát nhằm xác
định giá trịtối ưu của  đối với từng yếu tốdựbáo cụthểvà tìm được những giá trịtối ưu
nằm trong khoảng từ8 đến 30 bước thời gian (tháng hay năm).



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Nguyễn Tài Hợi, Phạm Văn Huấn. Thử nghiệm phương pháp ngoại suy thống kê tuyến tính để
dự báo những yếu tố khí tượng thủy văn biển. Tạp chí Khí tượng thủy văn, Tổng cục KTTV, 2
(434), 1997, tr. 30-35
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP NGOẠI SUY THỐNG KÊ TUYẾN TÍNH
ĐỂ DỰ BÁO NHỮNG YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN BIỂN
KS. Nguyễn Tài Hợi – Trung tâm KTTV biển
PTS. Phạm Văn Huấn - Đại học quốc gia Hà Nội
Cho tới nay các phương pháp tính hay dự báo những yếu tố khí tượng nthủy văn biển
trên cơ sở thủy động số trị chưa phát triển do độ chính xác còn thấp và những khó khăn liên
quan tới việc thiết lập điều kiện biên và điều kiện đầu. Trong khi đó các phương pháp thống
kê thuận tiện cho việc tính toán thực tế và với nhiều trường hợp tỏ ra hiệu quả. Dưới đây
chúng tui giới thiệu một số kết quả thử nghiệm với phương pháp ngoaqị suy thống kê hay
phương pháp thống kê động lực của Alekhin [1] và xây dựng chương trình tính toán thực
hành thuận lợi để dự báo một số yếu tố hải văn và khí tượng biển lấy trung bình trên quy mô
thời gian cỡ tháng hay năm.
1. Về phương pháp thống kê động lực dự báo các quá trình vĩ mô
Tư tưởng của phương pháp thống kê động lực do Alekhin đề xướng nhằm đối tượng là
những quá trình cỡ lớn, tức quá trình được lấy trung bình trên quy mô rộng theo không gian
hay (và) theo thời gian để đảm bảo nó là hệ quả của nhiều nguyên nhân, trong đó các nguyên
nhân cùng có ảnh hưởng đều như nhau, không trội hẳn so với nhau. Những nguyên nhân này
về phần mình lại là hệ quả của hàng loạt các quá trình khác, tức có sơ đồ hình cây của các
nguyên nhân tác động tới yếu tố mà chúng ta cần dự báo. Biến động nhiều hướng của vô số
những nguyên nhân ấy thiết lập trong yếu tố chúng ta cần dự báo một chế độ dao động ổn
định trong thời gian, đặc trưng bởi tính liên hệ nội tại giữa những giá trị của nó trong tiền sử,
hiện tại và tương lai. Tính liên hệ nội tại này thể hiện ở sự ổn định của hàm tự tương quan.
Một khi hàm tương quan của yếu tố ổn định, có thể ngoại suy yếu tố đó một cách tin cậy;
chúng tui gọi phương pháp này là phương pháp ngoại suy thống kê tuyến tính theo bản chất
tính toán của nó.
Trong thực tế nếu chuỗi quan trắc đủ dài, chúng ta có thể kiểm tra sự ổn định của hàm
tương quan bằng cách tính hàm này trong những đoạn quan trắc và so sánh với nhau. Vì vậy,
với yếu tố khí tượng hải văn lấy trung bình theo tháng, mùa hay năm, hay những đặc trưng
trung bình của cả một vùng biển, của một mặt cắt với hàm tương quan ổn định đều có thể sử
dụng phương pháp dự báo này. Xét theo nghĩa đó phương pháp dự báo chúng ta đang nghiên
cứu có tính vạn năng, nghĩa là nó có thể sử dụng để dự báo nhiều yếu tố tự nhiên quy mô lớn.
30
2. Phương trình dự báo của phương pháp ngoại suy thống kê tuyến tính và
thủ tục tính toán
Giá trị dự báo (là đại lượng quy tâm theo trị số trung bình của đại lượng cần dự báo
) có thể được biểu diễn dưới dạng một quan hệ tuyến tính với các giá trị đã biết của nó ở
những thời điểm trước bằng phương trình
tq
Q
1,12,1, ...    mtmmtmmtmt qkqkqkq (1)
trong đó thời hạn dự báo, m ...,2,1m ;  số lượng các giá trị đã biết của đại lượng
được dùng trong phương trình dự báo.
q
Những hệ số ngoại suy tuyến tính ứng với một giá trị xác định của làm
thành hàm các hệ số ngoại suy tuyến tính , được xác định thực nghiệm từ quaqn trắc thực
tế. Người ta thường sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để xác định những giá trị của
hàm . Theo phương pháp này, những trị số
kkk ...,,, 21
mk
m
mk ...,,2,1,, ik im được xác định sao cho tổng
của các bình phương của sai số ngoại suy theo công thức (1) so với các quan trắc thực tế đạt
cực tiểu, tức là
min)...(
1
2
1,12,1, 




N
t
mtmmtmmtmt qkqkqkq (2)
với tổng số các quan trắc của đại lượng . N q
Khảo sát điều kiện cực trị của (2) sẽ dẫn tới một hệ phương trình chuẩn tắc sau đây để
tính những trị số của hàm : mk
10,22,11,
12,02,11,
1,12,01,
...
..................................
...
...









mmmm
mmmm
mmmm
rrkrkrk
rrkrkrk
rrkrkrk
(3)
Ở đây r là hàm tự tương quan của chuỗi thời gian q . Thấy rằng việc xác định các trị số
của hàm các hệ số ngoại suy tuyến tính quy về việc giải hệ các phương trình đại số tuyến
tính gồm
mk
 phương trình với  ẩn số. Với những khác nhau, các hệ phương trình ấy sẽ
chỉ khác nhau ở những số hạng tự do trong vế phải.
m
Như vậy, các bước tính toán để thực hiện mô hình dự báo gồm:
a) Thiết lập chuỗi thời gian gồm những giá trị quan trắc của đại lượng quy tâm theo trị
số trung bình của chuỗi
q
NiQ
N
Qq
N
t
tii ...,,2,1,
1
1
 

.
31
b) Tính các giá trị của hàm tự tương quan chuẩn hóa theo công thức
1...,,1,0,
)()( 2
1
2
1 








mk
qq
qq
r
N
kj
j
kN
i
i
kN
i
kii
k .
c) Giải hệ phương trình chuẩn tắc (3) bằng một phương pháp quen thuộc trong phương
pháp tính như phương pháp Gauxơ hay phương pháp lặp Zeiden.
Những thủ tục tính toán theo sơ đồ này được thực hiện trong chương trình do chúng tui
xây dựng chuyên dụng cho phương pháp.
3. Xác định hàm các hệ số ngoại suy tối ưu
Kinh nghiệm dự báo các quá trình tự nhiên quy mô lớn [1] bằng phương pháp ngoại suy
thống kê tuyến tính cho thấy rằng ứng với số lượng  các số hạng ở vế phải của (1) khác
nhau sẽ cho hiệu quả dự báo khác nhau. Người ta cho rằng, tùy thuộc vào cấu trúc biến động
dao động của mỗi quá trình dự báo mà tồn tại những giá trị  tối ưu làm cho dự báo quá trình
đó đạt hiệu quả cao nhất. Tác giả của phương pháp thống kê động lực và nhiều người áp dụng
phương pháp này vào các quá trình thủy văn và hải dương học đã chú ý khảo sát nhằm xác
định giá trị tối ưu của  đối với từng yếu tố dự báo cụ thể và tìm được những giá trị tối ưu
nằm trong khoảng từ 8 đến 30 bước thời gian (tháng hay năm).
Chương trình tính của chúng tui cũng bao gồm cả thủ tục tự động khảo sát số lượng tối ưu
các số hạng ở vế phải của phương trình dự báo (1). Trị số tối ưu của  được xác định bằng
cách thiết lập các phương trình dự báo dạng (1) với các  khác nhau, biến đổi từ 1 đến 60-70,
ứng với mỗi phương trình dự báo thực hiện dự báo kiểm tra lại trên chuỗi số liệu phụ thuộc
cho từng số hạng trong chuỗi, tính các hệ số tương quan giữa chuỗi quan trắc và chuỗi nhận
được bằng công thức (1), tính độ đảm bảo của dự báo rồi xác định  tối ưu.
Hệ số tương quan chung giữa những giá trị quan trắc và những giá trị dự báo tương
ứng được tính theo công thức
iq
iq







S
i
i
S
i...
 
Các chủ đề có liên quan khác
Tạo bởi Tiêu đề Blog Lượt trả lời Ngày
E Thử nghiệm cải tiến chỉ tiêu dự báo không khí lạnh các tháng cuối mùa đông bằng phương pháp Synôp Luận văn Sư phạm 0
L Nghiên cứu thử nghiệm một số phương pháp địa vật lý phát hiện các đối tượng di tích lịch sử bị chôn Khoa học Tự nhiên 0
A Nghiên cứu thử nghiệm một số phương pháp nội suy trong xử lý số liệu thực nghiệm Khoa học Tự nhiên 3
K Thử nghiệm phương pháp lọc Kalman tổ hợp cho mô hình WRF để dự báo mưa lớn miền trung Việt Nam Môn đại cương 0
L Nghiên cứu và xây dựng phương án thử nghiệm mạng NGN - MOBILE Việt Nam Công nghệ thông tin 0
N Nghiên cứu một số phương pháp nâng cao chất lượng tổng hợp tiếng Việt và thử nghiệm cho phần mềm VnV Công nghệ thông tin 0
C Thử nghiệm và đánh giá hiệu năng một số phương pháp truy nhập cơ sở dữ liệu WEB Công nghệ thông tin 0
T phương pháp thử nghiệm in vivo và in vitro và Hoạt tính sinh học của các hợp chất tự nhiên từ thực v Khoa học kỹ thuật 0
D Thử nghiệm dự báo lượng mưa ngày bằng phương pháp dùng mạng thần kinh nhân tạo hiệu chỉnh sản phẩm m Tài liệu chưa phân loại 0
D Nghiên cứu thử nghiệm ủ phân lợn bằng phương pháp compost hiếu khí và bước đầu ứng dụng xử lý xác cá Nông Lâm Thủy sản 2

Các chủ đề có liên quan khác

Top