[发明专利]一种基于后验分布的糙率分区率定方法及系统

权利要求书

1.一种基于后验分布的糙率分区率定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：根据水质类别和植被分布将目标水体划分为A1、A2、···、Ak共k个子区域(k1)；

步骤2：确定目标水体的糙率取值范围，且使各个子区域的糙率先验分布采用糙率均匀分布；

步骤3：将步骤2确定的糙率取值范围均分为n个区间，各个子区域分别从每个区间内根据糙率均匀分布取1个糙率值，即各个子区域分别抽取并得到n个糙率值；

分别从A2、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A1子区域的第1个糙率值进行组合，分别从A2、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A1子区域的第2个糙率值进行组合，以此类推，直至分别从A2、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A1子区域的第n个糙率值进行组合，从而使得A1子区域具有n个糙率组合；

分别从A1、A3、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A2子区域的第1个糙率值进行组合，分别从A1、A3、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A2子区域的第2个糙率值进行组合，以此类推，直至分别从A1、A3、···、Ak子区域中随机选择1个糙率值与A2子区域的第n个糙率值进行组合，从而使得A2子区域具有n个糙率组合；

以此类推，直至分别从A1、A2、···、Ak-1子区域中随机选择1个糙率值与Ak子区域的第1个糙率值进行组合，分别从A1、A2、···、Ak-1子区域中随机选择1个糙率值与Ak子区域的第2个糙率值进行组合，以此类推，直至分别从A1、A2、···、Ak-1子区域中随机选择1个糙率值与Ak子区域的第n个糙率值进行组合，从而使得Ak子区域具有n个糙率组合；因而各个子区域均具有n个糙率组合，从而构成目标水体的糙率空间分布；

在各个子区域内同时抽取若干个糙率组合；

步骤4：将步骤3中各个子区域内抽样得到的相应各组糙率组合输入水环境数学模型中，计算得到各组糙率组合对应的水动力指标的模拟结果，并根据水动力指标的实测结果，选择目标似然函数进行归一化计算，得到各个子区域的似然值；

步骤5：将步骤2确定的糙率取值范围均分为若干子区间，分别计算每个子区域的似然值在各个子区间上的概率，得到每个子区域的糙率后验分布；

步骤6：在用步骤5得到的每个子区域的糙率后验分布代替步骤3中每个子区域的糙率均匀分布的前提下，重复步骤3至步骤5，进行迭代一次计算；

步骤7：基于步骤6的计算结果，分别比较每个子区域的似然值在各个子区间上的概率，得到各个子区域的最大似然值概率以及与其对应的各个子区域的糙率最优取值。

2.根据权利要求1所述的基于后验分布的糙率分区率定方法，其特征在于，所述步骤3中区间个数n与步骤1中子区域个数k之间的关系满足n≥10k。

3.根据权利要求1所述的基于后验分布的糙率分区率定方法，其特征在于，所述步骤4中水环境数学模型采用EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code，环境流体动力学)模型。

4.根据权利要求1所述的基于后验分布的糙率分区率定方法，其特征在于，所述步骤4中水动力指标包括水位、流速和流向。

5.根据权利要求1所述的基于后验分布的糙率分区率定方法，其特征在于，所述步骤4中的目标似然函数为各个子区域的Nash-Sutcilffe确定性系数，其计算公式为：

其中，L_i为第i个子区域的Nash-Sutcilffe确定性系数(i＝1,2,...,k)，表示水动力指标的模拟结果的误差方差，表示水动力指标的实测结果的方差；

水动力指标的模拟结果的误差方差的计算公式为：

水动力指标的实测结果的方差的计算公式为：

其中，指第t时刻水动力指标的实测结果值，指第t时刻水动力指标的模拟结果值，指水动力指标的实测结果值的平均值，t＝T指第T时刻，t＝1指第1时刻。