5.1 結論
本研究利用朴子溪流域牛稠溪橋(1)水位測站,竹崎、番路雨量測站 2017 年一 整年之水位、降雨資料,分別建立支援向量回歸、灰色水位、線性回歸三種降雨—
—水位模式,以集水區降雨量預測河川水位。建立模式后,使用 2018 年三場降雨 事件分別作驗證,獲得以下結論:
1. 支援向量回歸模式在三場降雨事件中,決定係數分別爲 0.9902、0.9295、0.9147,
證明其在朴子溪中上游河段具有一定之預測能力,利用歷史資料訓練得到的模 式架構,可快速預測未來之水位。
2. 在輸入資料未經篩選與降噪之情況下,支援向量回歸模式仍具有相對較好的預 測能力,且優於其它兩種模式,證明其健壯性較強。
3. 然則受限於率定使用之降雨量推估方式、時間精度、資料雜訊,各模式在尖峰 水位之預測中均具有一定偏差。
4. 在朴子溪上游的三次降雨事件中,各預測模式均具有一定之洪水預測能力,綜 合精確度為支援向量回歸 > 灰色模式 > 線性回歸,推測支援向量回歸更擅 長處理資料量有限之情形。
5. 本研究使用三種預測模式中,線性回歸在某些評鑒指標中均具有較大劣勢。這 是由於水文過程中,降雨量與水位並非線性關係,若模式過度簡化,將引入較 大誤差。
5.2 建議
1. 本研究使用之資料種類及數量較為苛刻,比如將整年之資料不加篩選直接輸入
作為變數。後續研究可以考慮僅使用有降雨之時段作為訓練集,以減少資料中 的雜訊(Noise,即偏離期望值)。
2. 為達到快速預測之目的,研究僅使用上游兩個雨量站作為降雨參考,並未統計 區域內其餘地區雨量,預測精確度一般。在實際應用中若條件允許,應利用更 多雨量測站配合插值法,得到更加精確的上游集水區降雨量。同時,降雨產生 之徑流量也與地形、集水區邊界距離有關,如能對集水區構建 3D 地圖或者相 應的模式,可以更好地決定雨量站資料權重。
3. 在預測精度有限的情況下,研究未考量前置時間(Lead time)之模擬,故預測 時間停留在了三小時,未來研究可考慮增加此項。
4. 由於本研究之預測事件均為短時、高强度降雨,模式不一定適用於所有降雨情 形,未來研究應驗證盡可能多的降雨模式。
5. 朴子溪中上游的水性較為單純、坡短流急,降雨量與河川流量之相關度較高。
未來的研究若針對大型河川預測水位,應考量更多變數。
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