[发明专利]一种基于空间聚类的水库流域暴雨特征因子辨识方法

摘要

本发明公开了一种基于空间聚类的水库流域暴雨特征因子辨识方法，包括：(1)获取水库流域的历史降水观测数据以及相对应的暴雨影响因子观测数据；(2)将获取的历史观测数据每一个暴雨影响因子作为数据空间的一维，水库流域的历史观测数据表述为高维空间的点据集合；(3)采用非监督聚类方法将高维空间的点据进行聚类，计算暴雨点据的聚类准确率；(4)依次去掉一个暴雨影响因子，重新计算聚类准确率；(5)重复步骤(4)，直至不能去掉任何一个暴雨影响因子，最终保留的因子即为该水库流域的暴雨特征因子。本发明方法适用于不同天气系统的水库流域暴雨特征因子辨识，能提升暴雨预报精度，所据原理清晰，操作方便，实用性强。

主权项

1.一种基于空间聚类的水库流域暴雨特征因子辨识方法，包括下述具体步骤：(1)获取待分析水库流域的历史降水观测数据以及相对应的暴雨影响因子观测数据；(2)将步骤(1)获取的历史降水观测数据及每一个暴雨影响因子作为数据空间的一维，所述水库流域的历史观测数据则表述为高维空间的点据集合S：S＝{Ri,xi1,xi2,…,xin},i＝1,2,…,m；其中：n为暴雨的影响因子个数，m为历史观测数据时段长度，Ri为第i个时段的降水量，xij为第i个时段第j个影响因子的观测值；(3)采用非监督聚类方法将步骤(2)中所述高维空间的点据进行聚类，计算暴雨点据的聚类准确率C：其中：G为聚类的类别数；P为暴雨判别阈值；Ri>P的点据即为暴雨点据；countB(Ri>P)为计算暴雨点据的个数；countA(Ri>P)为暴雨点据所在的类别中所有点据的个数；(4)从步骤(2)中依次去掉一个暴雨影响因子，重新计算步骤(3)的聚类准确率，根据重新计算的聚类准确率变化来判断所去掉的暴雨影响因子是否属于暴雨特征因子；(5)重复步骤(4)，直至不能去掉任何一个暴雨影响因子，最终保留的因子即为该水库流域的暴雨特征因子；步骤(1)所述的暴雨影响因子包括K指数以及不同海拔高度的气温、风速、风向、湿度和云水含量；所述步骤(4)中的判断方法具体为：(4.1)若重新计算的聚类准确率C变大，则表明去掉该暴雨影响因子有利于提升暴雨辨识准确率，也即该暴雨影响因子不属于该水库流域的暴雨特征因子，应去掉；(4.2)若重新计算的聚类准确率C变小，则表明去掉该暴雨影响因子不利于提升暴雨辨识准确率，也即该暴雨影响因子属于该水库流域的暴雨特征因子，应保留。