雨量預(yù)報(bào)方法的評價(jià)論

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1、雨量預(yù)報(bào)方法的評價(jià)摘要本文研究了雨量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性問題,運(yùn)用軟件編程，通過插值和對比計(jì)數(shù)的方法，比較方法一和方法二預(yù)測的準(zhǔn)確性；問題二研究的是公眾對雨量預(yù)報(bào)的滿意程度，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的知識，將模糊的評價(jià)等級數(shù)字化，用偏小型柯西隸屬函數(shù)來刻畫公眾對兩種方法的滿意度。問題一分別對每一天每一時(shí)段兩種方法預(yù)測的雨量進(jìn)行插值，得到兩種方法在91個(gè)站點(diǎn)上的預(yù)測雨量，并分別與實(shí)際雨量對應(yīng)進(jìn)行比較，哪種方法預(yù)測的誤差較小的總的次數(shù)最多，即為預(yù)測的比較準(zhǔn)確的方法，由編程求解得知方法一預(yù)報(bào)的比方法二更準(zhǔn)確。問題二為了刻畫公眾對兩種預(yù)報(bào)方法的滿意度，我們引進(jìn)了偏小型柯西隸屬函數(shù)，同樣地對每一天每一時(shí)段

2、兩種方法預(yù)測的雨量進(jìn)行插值，得到兩種方法在91個(gè)站點(diǎn)上的預(yù)測雨量并按照給定的范圍等級化，求出兩種方法與實(shí)測數(shù)據(jù)的等級差，并代入確定的隸屬函數(shù)，最終將各天各時(shí)段各站點(diǎn)的滿意度加起來，即求得方法一、方法二的總滿意度、。由編程解得=14394，=14923，即方法二的滿意度高于方法一。關(guān)鍵詞:插值偏小型柯西隸屬函數(shù)對比計(jì)數(shù)1、問題重述雨量預(yù)報(bào)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市工作和生活有重要作用，但準(zhǔn)確、及時(shí)地對雨量作出預(yù)報(bào)是一個(gè)十分困難的問題，廣受世界各國關(guān)注。我國某地氣象臺和氣象研究所正在研究6小時(shí)雨量預(yù)報(bào)方法，即每天晚上20點(diǎn)預(yù)報(bào)從21點(diǎn)開始的4個(gè)時(shí)段（21點(diǎn)至次日3點(diǎn)，次日3點(diǎn)至9點(diǎn)，9點(diǎn)至

3、15點(diǎn)，15點(diǎn)至21點(diǎn)）在某些位置的雨量，這些位置位于東經(jīng)120度、北緯32度附近的53×47（緯度）的等距網(wǎng)格點(diǎn)上。同時(shí)設(shè)立91個(gè)觀測站點(diǎn)實(shí)測這些時(shí)段的實(shí)際雨量，由于各種條件的限制，站點(diǎn)的設(shè)置是不均勻的。氣象部門希望建立一種科學(xué)評價(jià)預(yù)報(bào)方法好壞的數(shù)學(xué)模型與方法。氣象部門提供了41天的用兩種不同方法的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的實(shí)測數(shù)據(jù)。預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)在文件夾FORECAST中，實(shí)測數(shù)據(jù)在文件夾MEASURING中，其中的文件都可以用Windows系統(tǒng)的“寫字板”程序打開閱讀。FORECAST中的文件lon.dat和lat.dat分別包含網(wǎng)格點(diǎn)的經(jīng)緯度，其余文件名為_dis1和

4、日期i>_dis2，例如f6181_dis1中包含2002年6月18日晚上20點(diǎn)采用第一種方法預(yù)報(bào)的第一時(shí)段數(shù)據(jù)（其2491個(gè)數(shù)據(jù)為該時(shí)段各網(wǎng)格點(diǎn)的雨量），而f6183_dis2中包含2002年6月18日晚上20點(diǎn)采用第二種方法預(yù)報(bào)的第三時(shí)段數(shù)據(jù)。MEASURING中包含了41個(gè)名為<日期>.SIX的文件，如020618.SIX表示2002年6月18日晚上21點(diǎn)開始的連續(xù)4個(gè)時(shí)段各站點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)（雨量），這些文件的數(shù)據(jù)格式是：站號緯度經(jīng)度第1段第2段第3段第4段5813832.9833118.51670.00000.200010.10003.10005813933.30001

5、18.85000.00000.00004.60007.40005814133.6667119.26670.00000.00001.10001.40005814333.8000119.80000.00000.00000.00001.80005814633.4833119.81670.00000.00001.50001.9000……雨量用毫米做單位，小于0.1毫米視為無雨。(1)請建立數(shù)學(xué)模型來評價(jià)兩種6小時(shí)雨量預(yù)報(bào)方法的準(zhǔn)確性；(2)氣象部門將6小時(shí)降雨量分為6等：0.1—2.5毫米為小雨，2.6—6毫米為中雨，6.1—12毫米為大雨，12.1—25毫米為暴雨，25.1—60毫

6、米為大暴雨，大于60.1毫米為特大暴雨。若按此分級向公眾預(yù)報(bào)，如何在評價(jià)方法中考慮公眾感受.2、問題分析針對問題一，在53×47的經(jīng)緯度等距網(wǎng)格點(diǎn)上有方法一、二的預(yù)測雨量，在91個(gè)觀測站點(diǎn)上有41天每天4個(gè)時(shí)段的實(shí)測雨量，而且站點(diǎn)的設(shè)置不與網(wǎng)格格點(diǎn)重合。把經(jīng)緯度分別設(shè)為x，y軸，雨量設(shè)為z軸，對方法一預(yù)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，求出由方法一得到的91個(gè)站點(diǎn)的預(yù)測雨量，同理求出91個(gè)站點(diǎn)由方法二得到的預(yù)測雨量，再與91個(gè)站點(diǎn)的實(shí)測雨量進(jìn)行作差得到某站點(diǎn)的誤差，誤差較小者則相應(yīng)地讓自增1,91個(gè)站點(diǎn)比完之后再對4個(gè)時(shí)段進(jìn)行比較，中較大者相應(yīng)地讓自增1，然后再對41天進(jìn)行比較，中較大者相應(yīng)

7、地讓自增1，最后可得到兩種方法在41天內(nèi)更準(zhǔn)確的天數(shù)；針對問題二，循環(huán)分別讀取出某天某時(shí)段的91個(gè)站點(diǎn)的實(shí)測雨量，和網(wǎng)格點(diǎn)預(yù)測雨量，用散亂節(jié)點(diǎn)插值函數(shù)插值求得某天某時(shí)段91個(gè)站點(diǎn)的預(yù)測雨量，由此便得到某天某時(shí)段91個(gè)站點(diǎn)的實(shí)測雨量、方法一預(yù)測雨量、方法二預(yù)測雨量，接著讓、和按照題目給出的范圍進(jìn)行雨量的等級劃分，然后對方法一、二分別求出等級誤差、和雨量誤差、；若等級誤差為0，則滿意度為1，否則，按照分類討論中的表格進(jìn)行等級誤差的確定，并代入函數(shù)求出某站點(diǎn)的滿意度；最后把41天的4個(gè)時(shí)段的91個(gè)站點(diǎn)的滿意度