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基于机器学习的Budyko框架流域时变特征参数估计
1
作者
薛联青
陈雨欣
+1 位作者
刘远洪
杨明杰
《水资源保护》
北大核心
2025年第4期10-18,41,共10页
为分析黄河中游Budyko框架流域特征参数的时空变化,并捕捉不同因素对流域特征参数的影响,基于黄河中游8个子流域的径流、气象和人类活动数据,分区构建多元线性回归(MLR)、梯度提升(GB)和随机森林(RF)模型,对傅抱璞方程中的流域特征参数...
为分析黄河中游Budyko框架流域特征参数的时空变化,并捕捉不同因素对流域特征参数的影响,基于黄河中游8个子流域的径流、气象和人类活动数据,分区构建多元线性回归(MLR)、梯度提升(GB)和随机森林(RF)模型,对傅抱璞方程中的流域特征参数ω进行模拟。通过交叉验证选择表现最优的模型,识别对ω影响显著的主要控制因素,并进一步将最优模型纳入水热耦合平衡方程,构建时变Budyko框架,量化气候变化和下垫面变化对径流的贡献率。结果表明:3种模型中,RF模型在模拟ω时优于MLR和GB模型;1980—2019年各子流域ω值均呈增大趋势,ω主要受不透水面面积、人口和地区生产总值等人类活动因素的控制,在气候因素中潜在蒸散发是重要的控制因素;下垫面变化是黄河中游大多数子流域径流变化的主要驱动因素,然而气候变化对沁河子流域的影响略强于下垫面变化。
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关键词
Budyko框架
流域特征参数
多元线性回归模型
梯度提升模型
随机森林模型
黄河中游
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职称材料
基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析
被引量：
13
2
作者
赵娜娜
王贺年
+1 位作者
于一雷
徐卫刚
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2018年第6期21-26,共6页
变化环境下的水文循环研究是当今水科学研究的热点之一,研究流域水文过程变化的响应机制,对未来流域水资源规划及管理具有重要的现实意义。以若尔盖流域为研究区域,基于Budyko假设理论,应用敏感性分析方法,对若尔盖流域径流变化进行归...
变化环境下的水文循环研究是当今水科学研究的热点之一,研究流域水文过程变化的响应机制,对未来流域水资源规划及管理具有重要的现实意义。以若尔盖流域为研究区域,基于Budyko假设理论,应用敏感性分析方法,对若尔盖流域径流变化进行归因分析,结果表明:若尔盖流域径流对降水、潜在蒸散发和流域特征参数的敏感性系数分别为0.645 1、-0.234 7和-182.205 0,即若尔盖流域降水每增加1mm将导致流域径流增加0.645 1mm,潜在蒸散发每增加1mm将导致流域径流减少0.234 7mm,流域特征参数每增加1将导致流域径流减少182.205 0mm;若尔盖流域逐年径流呈明显的下降趋势,与基准期(1960-1990年)相比,变化期(1991-2011年)径流量减少了56.23mm(20.48%),其主要影响因素为流域下垫面特征的变化,其贡献率可达93.46%,而气候变化的影响仅占5.57%。
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关键词
若尔盖
流域
径流
气候变化
流域特征参数
归因分析
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职称材料
DEM水平分辨率越高提取的河长越准确？
被引量：
4
3
作者
刘凡
陈波
史培军
《北京师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期610-615,共6页
是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高？为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率（3~250m）下202条不同等级（Strahler Order）河流的河长,以3m激光探测与测距（LiDAR...
是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高？为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率（3~250m）下202条不同等级（Strahler Order）河流的河长,以3m激光探测与测距（LiDAR）DEM数字化的河长为标准,计算了各分辨率下河长提取的平均相对误差（ARE）.结果表明：在研究区内,10~20m水平分辨率的DEM数据提取的河流长度最为精确;随着DEM水平分辨率的提高,不同等级河流提取河长的ARE均逐渐减小;当水平分辨率提高到一定级别之后若继续提高时,ARE反而会逐渐增大;即整体上提取河长的平均相对误差和DEM水平分辨率之间呈＂对勾型＂变化规律.本研究表明,并不是DEM水平分辨率越高,提取河长越精确.
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关键词
数字高程模型(DEM)
水平分辨率
流域特征参数
河长
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职称材料
题名
基于机器学习的Budyko框架流域时变特征参数估计
1
作者
薛联青
陈雨欣
刘远洪
杨明杰
机构
河海大学水文水资源学院
皖江工学院水利工程学院
河海大学农业科学与工程学院
出处
《水资源保护》
北大核心
2025年第4期10-18,41,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3206800)
新疆生产建设兵团科技合作项目(2022BC001)
国家自然科学基金项目(51779074)。
文摘
为分析黄河中游Budyko框架流域特征参数的时空变化,并捕捉不同因素对流域特征参数的影响,基于黄河中游8个子流域的径流、气象和人类活动数据,分区构建多元线性回归(MLR)、梯度提升(GB)和随机森林(RF)模型,对傅抱璞方程中的流域特征参数ω进行模拟。通过交叉验证选择表现最优的模型,识别对ω影响显著的主要控制因素,并进一步将最优模型纳入水热耦合平衡方程,构建时变Budyko框架,量化气候变化和下垫面变化对径流的贡献率。结果表明:3种模型中,RF模型在模拟ω时优于MLR和GB模型;1980—2019年各子流域ω值均呈增大趋势,ω主要受不透水面面积、人口和地区生产总值等人类活动因素的控制,在气候因素中潜在蒸散发是重要的控制因素;下垫面变化是黄河中游大多数子流域径流变化的主要驱动因素,然而气候变化对沁河子流域的影响略强于下垫面变化。
关键词
Budyko框架
流域特征参数
多元线性回归模型
梯度提升模型
随机森林模型
黄河中游
Keywords
Budyko Framework
watershed characteristic parameter
multiple linear regression model
gradient boosting model
random forest model
middle reaches of the Yellow River
分类号
P429 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析
被引量：
13
2
作者
赵娜娜
王贺年
于一雷
徐卫刚
机构
中国林业科学研究院湿地研究所
湿地生态功能与恢复北京市重点实验室
中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室
出处
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2018年第6期21-26,共6页
基金
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFINT2015K06)
国家自然科学基金(51609243)
中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金(IWHR-SKL-201612p)~~
文摘
变化环境下的水文循环研究是当今水科学研究的热点之一,研究流域水文过程变化的响应机制,对未来流域水资源规划及管理具有重要的现实意义。以若尔盖流域为研究区域,基于Budyko假设理论,应用敏感性分析方法,对若尔盖流域径流变化进行归因分析,结果表明:若尔盖流域径流对降水、潜在蒸散发和流域特征参数的敏感性系数分别为0.645 1、-0.234 7和-182.205 0,即若尔盖流域降水每增加1mm将导致流域径流增加0.645 1mm,潜在蒸散发每增加1mm将导致流域径流减少0.234 7mm,流域特征参数每增加1将导致流域径流减少182.205 0mm;若尔盖流域逐年径流呈明显的下降趋势,与基准期(1960-1990年)相比,变化期(1991-2011年)径流量减少了56.23mm(20.48%),其主要影响因素为流域下垫面特征的变化,其贡献率可达93.46%,而气候变化的影响仅占5.57%。
关键词
若尔盖
流域
径流
气候变化
流域特征参数
归因分析
Keywords
the Zoige basin
streamflow
climate change
catchment characteristic parameter
attribution analysis
分类号
P467 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
DEM水平分辨率越高提取的河长越准确？
被引量：
4
3
作者
刘凡
陈波
史培军
机构
北京师范大学民政部/教育部减灾与应急管理研究院
出处
《北京师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期610-615,共6页
基金
国家自然科学基金创新研究群体资助项目(41321001)
相邻小流域降水径流过程的空间变异性研究资助项目(2014NT13)
文摘
是否所使用的DEM水平分辨率越高,水文、水力学模拟的准确度和流域特征参数提取的精度越高？为探讨该问题,本文用Arc-Hydro模块提取了9种DEM水平分辨率（3~250m）下202条不同等级（Strahler Order）河流的河长,以3m激光探测与测距（LiDAR）DEM数字化的河长为标准,计算了各分辨率下河长提取的平均相对误差（ARE）.结果表明：在研究区内,10~20m水平分辨率的DEM数据提取的河流长度最为精确;随着DEM水平分辨率的提高,不同等级河流提取河长的ARE均逐渐减小;当水平分辨率提高到一定级别之后若继续提高时,ARE反而会逐渐增大;即整体上提取河长的平均相对误差和DEM水平分辨率之间呈＂对勾型＂变化规律.本研究表明,并不是DEM水平分辨率越高,提取河长越精确.
关键词
数字高程模型(DEM)
水平分辨率
流域特征参数
河长
Keywords
digital elevation model
horizontal resolution
watershed characteristic parameters
river length
分类号
P33 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于机器学习的Budyko框架流域时变特征参数估计
薛联青
陈雨欣
刘远洪
杨明杰
《水资源保护》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析
赵娜娜
王贺年
于一雷
徐卫刚
《南水北调与水利科技》
CSCD
北大核心
2018
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
DEM水平分辨率越高提取的河长越准确？
刘凡
陈波
史培军
《北京师范大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2016
4
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职称材料
已选择
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