1.一种人工影响天气的作业效果评估方法,包括:
1)将人工影响天气作业的区域作为目标区,获取非作业期和作业期目标区的特征变量,并选择对比区,获取非作业期和作业期对比区的特征变量;再采用t检验法对非作业期目标区和对比区的特征变量的相关系数r进行显著性检验;
2)基于非作业期目标区和对比区的特征变量,建立回归方程,对所述回归方程进行显著性检验;
3)基于所述回归方程预测作业期目标区的特征变量的期望值,再将该期望值与步骤1)中作业期目标区的特征变量进行比较,计算作业期目标区的特征变量平均变化率f;
4)利用蒙特卡洛模拟法进行随机试验,分别得出人工作业效果大于自然变率的概率t1以及在包含自然变率影响的回归方程中得到的人工作业效果为正的概率t2;
5)基于非作业期目标区和对比区的特征变量的相关系数r、作业期目标区的特征变量平均变化率f、人工作业效果大于自然变率的概率t1、以及在包含自然变率影响的回归方程中得到的人工作业效果为正的概率t2,利用熵权法和模糊综合评价法对人工影响天气作业效果进行量化评估。
2.根据权利要求1所述的人工影响天气的作业效果评估方法,步骤1)中对所述相关系数r进行显著性检验包括:计算检验统计量t,再将检验统计量t与要求阈值进行对比,若检验统计量t超过要求阈值,则检验合格;若检验统计量t小于等于要求阈值,则重新选择对比区,直至目标区和新对比区的特征变量的相关系数r检验合格;其中,所述检验统计量t为:其中,r为非作业期目标区和对比区的特征变量的相关系数;
xi,yi分别为非作业期第i条对比区、目标区的特征变量;
n为非作业期特征变量样本总数;
分别为非作业期对比区、目标区的特征变量平均值。
3.根据权利要求2所述的人工影响天气的作业效果评估方法,所述要求阈值为t‑分布表中的t0.001。
4.根据权利要求1所述的人工影响天气的作业效果评估方法,步骤1)中所述人工影响天气作业包括人工消雾或人工增雨或人工增雪;
所述人工影响天气作业为人工消雾时,所述特征变量为能见度时间序列;
所述人工影响天气作业为人工增雨时,所述特征变量为降雨率时间序列;
所述人工影响天气作业为人工增雪时,所述特征变量为降雪率时间序列。
5.根据权利要求1所述的人工影响天气的作业效果评估方法,步骤2)中对于所述回归方程的显著性检验包括:
2.1)以非作业期对比区的特征变量x为自变量,并以非作业期目标区的特征变量 为因变量,利用最小二乘法建立如下的区域历史一元线性回归方程:式中,a,b分别为回归方程中的系数;
xi,yi分别为非作业期第i条对比区、目标区的特征变量;
n为非作业期特征变量样本总数;
分别为非作业期对比区、目标区的特征变量平均值;
Sxy为非作业期对比区和目标区的平均特征变量的协方差;
为非作业期对比区的平均特征变量的方差;
2.2)采用方差分析的F检验,则检验统计量F为:上式符合自由度为1和(n‑2)的F分布;
式中,Q回为非作业期对比区特征变量的回归平方和;Q剩为非作业期目标区特征变量的残差平方和;b为回归方程中的系数;
2.3)当检验统计量F>Fα(1,n‑2)时,则所述回归方程检验合格,进入步骤3;反之,则所述回归方程检验不合格,则返回步骤1,重新选择对比区,直至回归方程显著性检验合格。
6.根据权利要求1所述的人工影响天气的作业效果评估方法,步骤3包括如下具体步骤:
将步骤1)中作业期对比区的特征变量带入所述回归方程,计算得到作业期目标区特征变量期望值,进而得到作业期目标区特征变量平均期望值 再将计算得到的作业期目标区特征变量期望值与作业期目标区的特征变量进行比较,计算得到作业期目标区特征变量变化值,进而得到作业期目标区特征变量平均变化值Δy,最后计算出作业期目标区的特征变量平均变化率f:
7.根据权利要求1~6任一所述的人工影响天气的作业效果评估方法,所述人工作业效果大于自然变率的概率t1根据如下随机试验得到:首先,将步骤1)中获取的非作业期和作业期目标区的特征变量和非作业期和作业期对比区的特征变量作为实验样本,再随机分为A,B两组,两组样本数相同;
第二,分别计算目标区和对比区特征变量在A、B两组的平均值;
第三.计算随机双差值RDD:RDD=(AVET_A‑AVET_B)‑(AVEC_A‑AVEC_B)其中,
AVET_A为目标区特征变量在A组的平均值;
AVEC_A为对比区特征变量在A组的平均值;
AVET_B为目标区特征变量在B组的平均值;
AVEC_B为对比区特征变量在B组的平均值;
第四,重复上述随机试验1000次,并绘制RDD的频率分布图;
第五,计算作业期和非作业期特征变量变化区别DD:其中,
为作业期目标区特征变量平均值;
为非作业期目标区特征变量平均值;
为作业期对比区特征变量平均值;
为非作业期对比区特征变量平均值;
t1为所有RDD结果中,小于DD的占比。
8.根据权利要求1~6任一所述的人工影响天气的作业效果评估方法,所述在包含自然变率影响的回归方程中得到的人工作业效果为正的概率t2根据如下随机试验得到:首先,将步骤1)中获取的非作业期和作业期目标区的特征变量和非作业期和作业期对比区的特征变量作为实验样本,随机选取一半实验样本;
第二,对选取的实验样本进行线性回归,以选取的实验样本中对比区的特征变量作为自变量,并以选取的实验样本中目标区的特征变量作为因变量,建立新的回归方程;
第三,将作业期对比区的特征变量带入新的回归方程,计算得到作业期目标区特征变量期望值,进而得到作业期目标区的特征变量平均期望值 再将计算得到的作业期目标区特征变量期望值与作业期目标区的特征变量进行比较,计算得到作业期目标区特征变量变化值,进而得到作业期目标区的特征变量平均变化值Δy’,最后计算作业期目标区的特征变量平均变化率f’:
第四,重复上述随机试验1000次,绘制f’的频率分布;
t2为所有随机试验结果中f’大于0的概率。
9.根据权利要求1所述的人工影响天气的作业效果评估方法,步骤5)具体包括如下步骤:
首先,将非作业期目标区和对比区特征变量的相关系数r、作业期的目标区特征变量平均变化率f、人工作业效果大于自然变率的概率t1、包含自然变率影响的回归方程中得到的人工作业效果为正的概率t2作为评价指标,确定因素集U:U={U1,U2,U3,U4}={r,f,t1,t2}式中,U1为第1评价指标;U2为第2评价指标;U3为第3评价指标;U1为第4评价指标;r为非作业期目标区和对比区的相关系数;f为作业期目标区特征变量平均变化率;t1为人工作业效果大于自然变率的概率;t2为在包含自然变率影响的回归方程中得到的人工作业效果为正的概率;
第二,确定评语集V,将人工作业效果分为四个评判等级:V={优V1,良V2,一般V3,差V4}其中,规定等级标准:优为100‑75分,良好为74‑50分,一般为49‑25分,差为24分及以下;
第三,利用熵权法确定各指标权重,建立因素权重集W,通过信息熵计算各评价指标权重,计算公式如下:
W={W1,W2,W3,W4}其中,
式中,Wi为第i评价指标的权重;Ei为第i评价指标的信息熵;Yi为第i评价指标标准化后的数值;
第四,定义对单因素评分标准为:建立单因素模糊评判矩阵R,确定各个评价指标对评价集各元素的隶属程度;所述单因素模糊评判矩阵R为4×4矩阵;
第五,综合考虑各指标因素的影响,进行模糊综合评判,得出模糊综合评判结果B:根据最大隶属度原则,将矩阵B中的元素依权重分配给评语集,进行人工作业效果的最终评估结果。