馮麗云

(山西省晉城市水利局，山西晉城048000)

西安市位于陜西省中部，北跨渭河，南依秦嶺.東西長度約204 km，南北約100 km，總面積9 983 km2，處于北緯 33°39’—34°44’和東經(jīng)107°40’—109°49’之間.西安市屬于暖溫帶大陸性氣候，四季分明，但冬夏長，春秋短，夏季炎熱，冬季寒冷，夏秋降水較多，冬春少雨干燥，降水和氣溫的年際和季節(jié)變化都很大.降水規(guī)律的分析是區(qū)域干旱研究的重要內(nèi)容，但由于可獲取的數(shù)據(jù)系列長度不足，利用傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法往往得不到滿意的穩(wěn)定結(jié)果.因此，筆者利用信息擴散技術(shù)處理這一問題，并基于此方法對西安市的年降水規(guī)律進行分析，研究其分布規(guī)律，作為分析該區(qū)域旱情的依據(jù).

1 信息擴散技術(shù)

信息擴散技術(shù)的思想是:在小樣本情況下，樣本不完備，具備模糊性，此時應(yīng)該把樣本點看作一個模糊集的觀測樣本點，而不是確切的樣本點值.目前，信息擴散技術(shù)在各個領(lǐng)域，如城市防災(zāi)規(guī)劃、注漿物理量之間的關(guān)系分析、水質(zhì)預(yù)測，風險分析等，都取得了廣泛的應(yīng)用并獲得了較好的效果［1－3］.信息擴散技術(shù)主要步驟如下［4－5］.

設(shè)論域 U={u1，u2，…，um}，xi為樣本點，可利用下式將其所攜帶的信息分配給論域中的各點.

式中h為擴散系數(shù)，根據(jù)樣本系列中的最大值、最小值以及樣本容量來確定，可由下式表示，

相應(yīng)隸屬度由下式計算，

則稱μxi(uj)為樣本點xi經(jīng)過歸一化后的信息分布.

令

則

為論域控制點uj處的頻率值，當作概率的估計值.uj處的超越概率值由下式計算，

根據(jù)年降雨序列{x1，x2，…，xm}，利用式(1)—(8)將單一樣本值變?yōu)槟：?，并計算超越概率，得出降雨?shù)據(jù)的分布情況.

2 西安市降水分布規(guī)律分析

根據(jù)西安市氣象局資料，西安市1951—1995年降水數(shù)據(jù)見表1.

表1 西安市1951—1995年降水數(shù)據(jù) mm

利用信息擴散公式(1)—(8)計算西安市年降水的分布規(guī)律，計算結(jié)果見表2.

表2 西安市年降水概率分布

從表2可以看出，西安市年降水量分布在553.88～612.10 mm 區(qū)間的概率最大，概率為26.52%.而根據(jù)歷史實際情況來看，降水量多在500～600 mm之間.由此可見，利用信息擴散技術(shù)得到的結(jié)果符合實際情況.

3 結(jié)語

針對小樣本信息不完備的事實，將信息擴散技術(shù)引入到降水規(guī)律分析中，并對西安市的年降水規(guī)律進行了研究.結(jié)果表明，所建立的模型應(yīng)用方便、結(jié)果可行，有較大的推廣應(yīng)用價值.

［1］郝哲，劉斌，何修仁，等.人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在巖體注漿工程中的應(yīng)用［J］.有色礦業(yè)，1998，14(5):1－5.

［2］徐迪.用模糊信息優(yōu)化處理方法提高仿真數(shù)據(jù)的有效性［J］.廈門大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2000，36(4):405 －408.

［3］邢貞相，付強，芮孝芳.兩種實用的洪災(zāi)損失頻率分析方法［J］.系統(tǒng)工程理論與實踐，2006，26(2):127－132.

［4］馮利華.基于信息擴散理論洪水風險分析［J］.信息與控制，2002，31(2):164 －165.

［5］馮利華.基于信息擴散理論的氣象要素風險分析［J］.氣象科技，2000，28(1):27 －29.