基于符號回歸算法的參考作物騰發(fā)量計算方法

2.2萬字 55頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要
準確估算參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET0）是合理開展節(jié)水灌溉、優(yōu)化水資源配置的基本要求。Hargreaves-Samani(HS)公式僅需要溫度作為輸入，公式簡單易于操作，但面臨著精度不高、在不同地區(qū)適用性不同的問題，本研究應用數據挖掘領域的符號回歸（SR）算法，提出與HS公式具有相同輸入的新的公式，提高其計算精度和地區(qū)間的通用性。針對我國三大區(qū)域：干旱區(qū)、半干旱半濕潤區(qū)、濕潤區(qū)，每個區(qū)域選出8個站點1999-2007年的逐日氣象數據，以前六年為校準期，后三年為驗證期，利用Eureqa、1stOpt這兩種軟件工具，以聯(lián)合國糧農組織推薦的Penman-Monteith（FAO56-PM）公式計算的ET0為依據，對以溫度為基礎的Hargreaves-Samani(HS)公式進行參數率定和一元線性校正，結果表明經過參數率定后的HS公式對估算ET0的精度有了明顯的提高，之后再對參數率定后的HS公式進行地區(qū)校正，發(fā)現(xiàn)在我國三大區(qū)域可以找出一個通用的一元線性回歸公式。利用Eureqa軟件以PM公式計算結果為因變量，以與HS公式同變量的Tmax，Tmin，Ra為自變量，擬合出多個顯式數學模型，從中選出最精確（最精）、形式最簡單（最簡）和精度與復雜度協(xié)調（折中）的模型，發(fā)現(xiàn)模型的復雜度越高，擬合效果越好，但復雜度超過一定程度后模型的精度不會產生明顯提高，基本上不會變化。為了協(xié)調模型復雜度與精度的矛盾，本研究從SR模型中選出折中公式，利用1stOpt軟件將三大區(qū)域形式與參數不一致的SR-HS折中模型和校正后的HS公式進行統(tǒng)一。統(tǒng)一后的SR-HS折中模型與統(tǒng)一后的校正HS公式相比，綜合分析模型的計算精度和普適性，結果表明在我國三大區(qū)域，統(tǒng)一后的校正HS公式估算區(qū)域ET0的精度更高，普適性更強。



關鍵詞：參考作物騰發(fā)量；FAO56-PM；Hargreaves-Samani；參數校正；符號回歸；適用性評價