等概率粗粒化LZC算法在降水变化复杂性研究中的应用
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2020-01-03
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等概率粗粒化 LZC 算法在降水变化
复杂性研究中的应用
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武秋晨，刘东
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基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20102325120009）
作者简介：武秋晨，（1989-），女，在读硕士研究生，研究方向为水土资源优化利用与管理。
通信联系人：刘东，（1972-），男，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为农业水土资源系统分析与
优化利用。E-mail: liudong5511@sina.com
（东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨 150030） 5
摘要：区域水文过程复杂性研究是一种新的研究模式，降水复杂性变化更是当前研究热点。
本文运用等概率粗粒化的 LZC 方法，以红兴隆分局为例，对红兴隆分局辖区内 10 个农场逐
月降水序列复杂性进行诊断，运用 GIS 技术绘制降水复杂性空间分布图。结果表明：八五
三农场降水复杂性最高、八五二农场次之、五九七农场最低。进一步分析表明，降水是当地
地下水埋深复杂性变化的主导影响因素之一。研究成果揭示了当地降水复杂性演变特征，为10
区域降水、地下水埋深准确预测及水资源合理优化配置提供了科学依据。
关键词：LZC；等概率粗粒化；红兴隆分局；降水
中图分类号：P333.9
Application of Equal Probability Coarse Graining LZC 15
Algorithm in Research of Complexity in Precipitation
Changes
Wu Qiuchen, Liu Dong
(School of Conservancy & Civil Engineering，Northeast Agricultural University, Heilongjiang
Harbin 150030) 20
Abstract: Regional hydrologic process complexity is a new research mode, and the evolution
characteristic of complexity of precipitation has been a hot topic. This paper diagnosed the
complexity about monthly rainfall series of 10 farms in Hongxinglong Branch Bureau, based on
equal probability coarse graining LZC. Using GIS technology drew a picture of complexity space
pattern. The result showed that Bawusan farm was the most complex, Bawuer farm was less, 25
Wujiuqi farm was the least. The follow-up analysis explained that the precipitation was one of the
main influence factors on the changes of underground water depth. The research achievements
revealed the evolution characteristics of complexity of local precipitation, and provide scientific
evidence for the forecasting of regional rainfall and the depth of underground water and
sustainable utilization and allocation of water resource.
30
Keywords: Lempel Ziv Complexity; equal probability coarse graining; Hongxinglong Branch
Bureau; precipitation
0 引言
农业水文要素能够不断的与自然、人文环境发生物质、能量、信息因素等方面的交互作35
用，对于区域社会经济可持续发展及粮食生产有着重要的影响。但是，随着人口的不断增加
和经济的飞速发展，人类对农业水文要素的干扰强度不断增加。区域农业水文要素越来越表
现出随机、非线性、混沌等复杂特征。尤其是近几十年来，温室效应、土地沙漠化、森林面
积锐减等日益加剧，全球社会经济发展市场化、信息化、一体化趋势日益明显，导致区域农
业水文要素的复杂性特征日益凸显
[2]
。准确诊断出水资源短缺、水位下降及水质恶化等诸多40
水文要素复杂性问题，实现效益最大化，势在必行。
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