Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, T. 20, S. 2K (2017)

Cỡ chữ:  Nhỏ  Vừa  Lớn

Dự báo lũ lụt ngắn hạn bằng Mô hình tập hợp hồi quy bán tham số có cải biên

Le Hoang Tuan, To Anh Dung

Tóm tắt


Dự báo lũ lụt là chủ đề nghiên cứu đóng vai trò hết sức quan trọng trong công tác ngăn ngừa và giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra. Những tính chất đặc trưng của lũ lụt thường có liên quan đến một hệ thống động lực khá phức tạp, dưới sự ảnh hưởng và tác động của nhiều yếu tố khí tượng thủy văn khác nhau, bao gồm cả thành phần tuyến tính lẫn phi tuyến. Những năm gần đây nhiều phương pháp dự báo mới có liên quan đến việc cải tiến độ chính xác của dự báo đã được hình thành. Bài báo này tiến hành nghiên cứu tiềm năng và tính hiệu quả của mô hình hồi quy bán tham số cho việc mô hình hóa bề mặt mực nước lũ lụt và việc dự báo lũ lụt ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, Việt Nam. Kỹ thuật hồi quy bán tham số là một sự kết hợp giữa cách tiếp cận hồi quy tham số và quan điểm hồi quy phi tham số. Trong quá trình xây dựng mô hình, ba mô hình hồi quy tuyến tính có hiệu chỉnh được sử dụng để giải quyết cho thành phần tham số. Đó chính là hồi quy tuyến tính bội bậc thang, bình phương bé nhất riêng phần, và phương pháp hồi quy đa đệ quy. Những giải pháp này được đưa ra nhằm giúp cho ta nắm bắt được tính chất tuyến tính của lũ lụt. Thành phần phi tham số của mô hình thì được xử lý bằng phép ước lượng cải biên từ hàm làm trơn. Ngoài ra, một vài mô hình hồi quy phi tuyến (đã qua xử lý) dựa trên nền tảng mạng nơ ron nhân tạo cũng được khảo sát đến, nhằm cung cấp cho ta thông tin về tính chất phi tuyến của lũ lụt. Chúng giúp việc làm trơn thành phần phi tham số của mô hình được diễn ra nhanh chóng và dễ dàng. Thành phần sau cùng của mô hình dự báo là sai số của mô hình. Sau đó, phương pháp phân tích thành phần chính được vận dụng để hình thành nên mô hình tập hợp hồi quy bán tham số. Dự báo bề mặt mực nước lũ lụt ngắn hạn, với khoảng thời gian một-hai ngày, được tiến hành dựa trên chuỗi dữ liệu giá trị bề mặt mực nước từ quá khứ, cùng với thông tin về những yếu tố liên quan đã ghi nhận, ở một vị trí cụ thể. Phương pháp phân tích chuỗi thời gian cũng được nghiên cứu vận dụng để xây dựng mô hình. Các kết quả thực nghiệm nhận được cho thấy rằng việc dự đoán bằng cách sử dụng mô hình tập hợp hồi quy bán tham số có cải biên nói chung là tốt hơn so với những mô hình khác được giới thiệu trong phạm vi bài báo này, xét trên cùng một đơn vị đánh giá. Những phát hiện này nói lên rằng năng lực ước lượng của mô hình thống kê hiện đại là rất đáng tin cậy, khả thi và có lợi cho ta. Mô hình được đề xuât ở đây có thể được sử dụng như là một công cụ dự báo thay thế đầy triển vọng trong tương lai, cho lĩnh vực dự báo lũ lụt, nhằm đạt được độ chính xác dự báo tốt hơn, và tối ưu thêm chất lượng tiên đoán.


Toàn văn: PDF

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ/Journal of Science and Technology Development
ISSN: 1859-0128

VietnamJOL is supported by INASP