多元适应性回归模式(MARS)应用於降雨—水位预报之研究.PDF

臺灣水利　第 59 卷　第 3 期 Journal of Taiwan Water Conservancy 民國 100 年 9 月出版 Vol. 59, No. 3, September 2011 多元適應性迴歸模式(MARS)應用於降雨— 水位預報之研究 Application of Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) Modeling in Rainfall-river Stage Forecasting 傅　金　城* 黃　孝　雲 朱　芫　慧 IN HENG U SIAO UN UANG UAN UI HU J -C F H -Y H Y -H C 國家災害防救科技中心洪旱組 輔仁大學統計學系 輔仁大學統計學系 副研究員兼組長 助理教授 碩士 張　駿　暉 許　銘　熙 ING UEI ANG ING SI SU J -H J M -H H 國家災害防救科技中心洪旱組 台灣大學生物環境系統工程系教授兼 副研究員 國家災害防救科技中心副主任 摘　　　　　要 台灣位於副熱帶季風區，每年5~6月間為梅雨季節，7~10月間則有頻仍之颱風侵襲， 常帶來豪雨，加上地形陡峻，河川短促，經常引發嚴重水災。因此，準確的雨量-水位預 報模式，可以掌握河川水位變化趨勢，作為決策者發佈洪水警報、淹水疏散及災害應變措 施之參考。以往水位預報多以物理模式為主，由降雨-流量模式求得流量後，再經由流量- 水位模式求得預報之水位，然而在轉換過程中，容易降低水位預報的精度。目前，大多使 用資料驅動概念的統計方式，以雨量與水位作為預報模式之輸入變數，進行未來數小時的 水位預報，然而在應用過程中仍面臨變數篩選、輸入變數重要性判別、參數率定等工作， 造成運算過程繁瑣冗長等困擾。為改善上述問題，本文應用新興的預測方法－多元適應性 迴歸理論進行河川水位預測，並以基隆河為研究區域，使用7場歷史颱風事件來驗證模式 之實用性、可行性及準確性。模擬結果顯示本文所建立的雨量-水位預報模式，確實可以 在颱風期間合理及準確地掌握基隆河流域之河川水位變化。 關鍵詞 ：資料驅動，預報，多元適應性迴歸理論。 ABSTRACT Taiwan located in the subtropical monsoon region with steep and short river courses. Plum rains from May to June and typhoons from July to October bring excess rainfall that often causes serious floods. An accurate rainfall-river stage forecast is indispensable for the decision- *通訊作者，國家災害防救科技中心洪旱災害防治組副研究員兼組長， 新北市新店區北新路三段 號 樓，