目录 1
序 一 1
序 二 1
第一章 绪论 1
第一节 现代洪水预报技术发展的回顾 1
一、长江流域传统洪水预报方法的变迁 1
二、系统理论创立简史 3
三、系统理论引入洪水预报的进程 5
四、国外洪水实时预报方法研究概况 6
五、国内现代洪水预报技术研究概况 13
六、洪水预报系统发展的概况 20
一、现代洪水预报技术的涵义 23
第二节 现代洪水预报技术的范畴 23
二、现代洪水预报技术的范畴 24
三、本书编写宗旨和选材原则 24
参考文献 25
第二章 系统理论的基础知识 30
第一节基本概念 30
一、系统的定义 30
二、常用术语 30
三、系统研究的基本问题 31
四、关于“实时”的概念 32
第二节 系统的数学模型 33
一、概述 33
二、线性系统的三种数学模型 34
三、三种数学模型之间的转换关系 40
四、时间序列模型 44
五、多输入、多输出系统模型 45
第三节 系统建模理论简介 46
一、模型结构和参数识别的基本概念 47
二、系统识别的基本准则 49
三、系统识别信息的选择 50
四、系统识别的三种方式 51
五、系统参数的可识别性问题 52
六、参数识别的可靠性问题 57
七、参数识别算法综述 59
八、系统稳定性问题 61
第四节 系统理论在发展洪水预报技术上的意义 63
二、实现了水文线性汇流模型的通用化 64
一、确立了洪水预报的方法论基础 64
三、实现了水位的数学模型预报 68
四、开创了洪水预报动态化、实时化的新领域 70
参考文献 70
第三章现代洪水预报基本技术 72
第一节 线性最小二乘估计 72
一、离线最小二乘估计 72
二、在线最小二乘估计 75
三、有限记忆最小二乘估计 77
四、衰减记忆最小二乘估计 78
第二节 最大似然估计 82
一、离线估计方法 82
二、在线估计方法 84
一、离线估计方法 86
第三节 线性无偏最小方差估计 86
二、在线估计方法 87
第四节 卡尔曼滤波 89
一、概述 89
二、正规卡尔曼滤波 89
三、几种常用的滤波处理技术 95
四、自适应滤波 100
第五节 实用最优化方法 108
一、网格逐步缩小法 108
二、模式搜索法 109
三、LM（麦夸特）法 110
四、惩罚函数法 114
一、n元线性回归方法及其推广 119
第六节 逐步回归方法 119
二、逐步回归的基本思想 120
三、方差贡献及显著性检验 120
四、逐步回归中的矩阵变换方法 123
第七节 计算机图形交互技术 125
一、概述 125
二、常用图形交互技术简介 127
参考文献 129
第四章水情基本数据处理方法 130
第一节 数据查错 130
一、建模数据查错 130
二、作业预报数据查错 131
一、子流域降雨量时空联合插补法 133
第二节 降雨量的时空插补 133
二、网格雨量法 136
三、插补雨量的交互式校正 137
第三节 雨量分布及等值线图的绘制技术 138
一、绘雨量等值线图的不规则网格法 138
二、分级雨量分布图的绘制 145
第四节 泰森多边形权重交互计算技术 146
第五节 绳套关系水位流量的转换和预报 148
一、用单值化法进行绳套水位流量转换 148
二、绳套水位流量关系直接转换的差分模型 157
三、绳套水位流量转换的图形交互式处理 166
参考文献 168
第二节 相关图的数学模型及建模 169
一、现行的相关图形式 169
第一节 概述 169
第五章相关图法的现代预报技术 169
二、洪峰相关图的建模 171
三、过程预报相关图的建模 175
第三节 相关图模型的实时预报技术 182
一、有限记忆递推最小二乘识别 182
二、衰减记忆递推最小二乘识别 185
三、卡尔曼滤波 185
四、实时预报方法的比较 190
第四节 相关图的交互式预报技术 193
一、概述 193
二、相关图的计算机查算 194
三、相关图的交互式预报 195
参考文献 200
第一节 API产流模型参数的交互式率定技术 201
一、API产流模型概要 201
第六章产流预报技术 201
二、数据环境的建立 206
三、流域退水曲线 206
四、洪水样本的交互式选择 209
五、相关图交互式定线 210
六、水量平衡检验 211
七、软件包的应用 212
第二节 蓄满产流模型参数的率定技术 213
一、蓄满产流模型概要 213
二、二层水账蓄满产流模型参数率定 215
一、基本原理 217
第三节 蓄满产流模型的卡尔曼滤波算法 217
二、状态空间模型的建立 219
三、非线性状态空间方程的线性化处理 222
四、推广的卡尔曼滤波器 225
五、实测径流深值的采集 225
六、分布型蓄满产流模型的卡尔曼滤波 227
七、应用实例 229
第四节 下渗产流模型的卡尔曼滤波算法 234
一、下渗产流模型简介 234
二、下渗产流模型卡尔曼滤波算法 236
三、算例 238
四、讨论 238
参考文献 239
第七章汇流预报技术 241
第一节 响应函数的识别和预报 241
一、响应函数离线识别方法研究的思路 241
二、几种基本的离线识别算法 245
三、二约束条件下离线识别 261
四、动态识别和实时预报 263
五、函数逼近识别法 265
六、阻尼最小二乘识别法 269
七、三约束条件的识别方法 274
第二节 差分模型的识别和预报 283
一、概述 283
二、基本的识别方法 284
三、一般线性汇流模型的实时预报 308
第三节 超前预报 310
一、方法原理 310
二、应用实例 311
三、简评 312
第四节 谢尔曼单位线的交互式率定 313
一、概述 313
二、暴雨中心位置的量化 313
三、流域等流时线的绘制 314
四、次洪单位线的交互式调整 315
五、单位线交互式分类 316
六、简评 317
参考文献 317
一、产流预报实时校正算法的构思 319
第一节 基础试验和算法比较 319
第八章CRFPDP模型的研制和应用 319
二、汇流模型形式的选择 320
三、识别算法的比较 321
四、卡尔曼滤波器用于参数估计时与递推最小二乘法性能的比较 323
五、动态追踪参数算法的预报效果 324
六、参数动态预测 324
七、模糊聚类及模糊模式识别 327
八、关于卡尔曼滤波的一些试验 331
第二节 模型的算法和建模 337
一、模型的结构 337
二、模型的基本算法 338
三、模型参数的率定 341
一、建模情况 350
第三节 模型的应用 350
二、试运行情况 352
三、在江河分洪、截流预报中的应用 354
参考文献 359
第九章洪水预报系统的设计 360
第一节 概述 360
第二节 洪水预报系统的功能设计 361
一、需求分析及功能目标的确定 361
二、数据处理及数据库设计 362
三、关于系统通用化的设计 365
第三节 长江中下游联机实时预报系统的设计 367
一、系统设计概要 367
二、问题讨论 370
一、开发专家交互式系统的必要性 371
第四节 长江专家交互式洪水预报系统的研究 371
二、长江专家交互式预报系统总体设计 373
三、水雨情检索功能设计 375
四、交互式预报处理模式的设计 377
五、讨论 389
第五节 陆水水库遥测预报系统的设计 391
一、开发环境的选择 391
二、功能设计 392
第六节 三峡工程截流交互式预报系统的设计 396
一、概述 396
二、系统组建和信息处理 396
三、来水流量的交互式预报 396
四、龙口断面的交互式预测 398
五、龙口堰流计算的交互式预报 399
六、实时跟踪技术的应用 401
参考文献 401
附录现代洪水预报常用算法程序 402
一、正交分解法最小二乘离线估计程序 402
二、衰减记忆递推最小二乘法程序 404
三、有限记忆递推最小二乘法程序 406
四、正态白噪声生成程序 408
五、卡尔曼滤波器 409
六、模式搜索法程序 411
七、通用逐步回归程序 414
八、样条磨光加盈亏修正的曲线生成程序 420
后记 424