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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