[发明专利]一种水沙系列数据缺失借补方法

说明书

本发明公开了一种水沙系列数据缺失借补方法，包括以下步骤：（1）获取孔兑的水沙产量的实际测量数据；（2）根据所述实际测量数据，以及(M│)获取所述孔兑的水沙数据的缺失机制，（3）根据所述缺失机制以及研究区域降雨量时空分布模型，通过蒙特卡洛马尔科夫MCMC方法，获取所述孔兑水沙数据的缺失部分的两个以上估计值；（4）从所述两个以上估计值中随机抽取两个以上目标估计值，插补其余数据缺失孔兑的产沙量值；（5）对孔兑插值数据进行统计分析，并对比分析研究成果，获取所述孔兑水沙数据缺失部分的借补值。本发明该补偿结果数据更准确，能够达到减小补偿数据误差、提高补偿数据可信度的目的。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种水沙系列数据缺失借补方法。

背景技术

水沙系列观测资料数据缺失是非常普遍的，受水文站建站的时期，历史洪水数据失访，观测数据填写不规范等，导致数据缺失现象的发生。黄河、内蒙河段支流众多，如十大孔兑等支流水沙数据统计资料缺失现象更为普遍。十大孔兑是指黄河、内蒙河段右岸的十支入黄支流，其地理分布主要集中在黄河干流昭君坟水文站下游，其上游仅有毛不浪孔兑(简称毛不浪)、布色太沟孔兑(简称布色太沟)和黑赖沟孔兑(简称黑赖沟)，下游有7支孔兑。其均属季节性高含沙支流，河长较短，比降陡，降雨侵蚀模数高，一遇大暴雨往往形成峰高量大、含沙量高的洪水涌入黄河。在干流来水流量减小、水流动量和挟沙能力降低的情况下，极易形成沙坝堵塞黄河。十大孔兑来沙成为该河段持续淤积、主河道逐年萎缩的重要原因。较为精确估算孔兑历年年均产沙量，分析泥沙入黄量，是讨论支流对黄河泥沙淤积的贡献及孔兑来沙导致黄河主河道逐年萎缩的机理是前提和基础。同时也可为黄河内蒙河段河床演变分析及河道工程整治提供技术支撑。

现有技术一般采用洪痕调研、输沙平衡原理以及输沙模数等方法对水沙数据的缺失进行补偿。然而，在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术提供的水沙数据补偿方法单一，使得采用该方法获得的补偿结果数据与实际观测的误差较大，可信度较低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种水沙系列数据缺失借补方法，能够达到减小补偿数据误差、提高补偿数据可信度的目的。

为了解决上述问题，本发明公开了一种水沙系列数据缺失借补方法，包括以下步骤：

(1)获取孔兑的水沙产量的实际测量数据；

(2)根据所述实际测量数据，以及f(M│Y_mis)＝f(M|Y_obs，θ)获取所述孔兑的水沙数据的缺失机制，其中，M为所述孔兑的完整水沙数据矩阵，当水沙数据缺失时M对应缺失位置的数值为1，其余位置数值为0，Y_mis为水沙数据的缺失部分，Y_obs为水沙数据的实际测量数据，θ为所述孔兑水沙数据的样本观测值，所述缺失机制为随机缺失；

(3)根据所述缺失机制以及研究区域降雨量时空分布模型，通过蒙特卡洛马尔科夫MCMC方法，获取所述孔兑水沙数据的缺失部分的两个以上估计值；

(4)从所述两个以上估计值中随机抽取两个以上目标估计值，插补其余数据缺失孔兑的产沙量值；

(5)对孔兑插值数据进行统计分析，并对比分析研究成果，获取所述孔兑水沙数据缺失部分的借补值。

进一步地，所述步骤(5)为：

①获取所述实际测量数据的后验分布模型：p(θ|Y_obs，M)≡p(θ|Y_obs)＝p(θ)×f(Y_obs|θ)；

②根据所述实际测量数据的后验分布模型，获取所述完整水沙数据的后验分布模型：p(θ|Y_obs′Y_mis)∝p(θ)L(θ|Y_obs′Y_mis)；