系統識別號 U0026-0812200911390671 論文名稱(中文) 灰色理論應用於颱風降雨量推估之研究－以嘉義地區為例 論文名稱(英文) Application of Gray Theory on Typhoon- Rainfall Estimation in Chiayi City 校院名稱 成功大學 系所名稱(中) 水利及海洋工程學系專班 系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class) 學年度 93 學期 2 出版年 94 研究生(中文) 徐福燦 研究生(英文) Fu-Tsan Hsu 學號 n8791106 學位類別 碩士 語文別 中文 論文頁數 65頁 口試委員 指導教授-詹錢登口試委員-張士行口試委員-呂珍謀 中文關鍵字 降雨量推估  灰色建模 英文關鍵字 gray theory 學科別分類 中文摘要 颱風期間強風豪雨常造成許多生命及財產的損失，因此如何由颱風特性推估降雨量，是防災工作中重要的一環。颱風的形成、行走的路線及所引致的降雨量，具有很高的不確定性。本研究應用灰色理論處理「不精確」問題能力及歷年嘉義氣象站颱風觀測資料，建構颱風降雨預測模式，並與近年颱風實測降雨資料做比對，檢討所建立模式之適用性。本研究以灰色模型GM(1,N)建立GM颱風降雨量灰色模型，並以颱風期間之最大溼度、最高氣溫、最大氣壓與最大風速等四個因子，作為模式之輸入變數。 　　本文以總降雨量大於50mm的颱風降雨事件做為本研究模型的建模及驗證的樣本，蒐集到的颱風樣本資料共有38筆（1969年至2002年）。將颱風樣本資料依時間區分成兩組，第一組樣本從1969年至1992年之資料（共26筆資料）中隨機取樣20筆做為模型建模用，再以1993年至2002年之資料做為模型檢驗使用。研究結果顯示，各路徑類型之颱風預估總降雨量其平均誤差均在17%以內。 英文摘要 Storms cause casualties of human beings and properties. It is important to estimate rainfall via analyzing characteristics of typhoons. There are highly uncertainties of the formation of a typhoon, the tracks, as well as its rainfall. This study has built up a Typhoon Estimation model by using the Gray System and historical data measured by Chiayi Weather Station, as the Gray Theory can deal with it. The applicability of the model has been tested by comparing the results with the practical records. This study built up the Typhoon Estimation model via the Gray Theory of GM (1, N) which uses four factors as inputs: the maximum humidity, the maximum temperature, the maximum pressure, and the maximum wind velocity as well during the typhoon period. 　There were 38 typhoon records of rainfall higher than 50 mm between 1969 and 2002. The 38 typhoon records were separated into two sets in the present study: the first sets of 20 rainfall records randomly selected from available records between 1969 and 1992 were used to build the model. The second sets of 18 rainfall records between 1993 and 2002 were used for model’s evaluation. The result of model’s evaluation shows that the errors between the measured and the forecasted rainfall caused by typhoons are all less than 17% of all patterns of typhoon. 論文目次 中文摘要 ......................................................................Ⅰ 英文摘要 ................................................................Ⅱ 誌 謝 ............................................................... Ⅲ 目　　錄 ............................................................... Ⅳ 表 目 錄 ............................................................... Ⅵ 圖 目 錄 ............................................................... Ⅵ 第一章　緒論............................................................ 1-1 1-1　研究動機與目的................................................. 1-1 1-2　前人研究........................................................... 1-2 1-3　本文架構........................................................... 1-9 第二章　嘉義地區颱風降雨特性分析.........................2-1 2-1　颱風定義........................................................ 2-1 2-2　侵台颱風統計分析........................................ 2-3 2-3　嘉義地區颱風特性.............................................. 2-5 2-3-1　颱風氣壓與總雨量之關係............................... 2-6 2-3-2　當地濕度與總雨量之關係............................... 2-7 2-3-3　颱風風速與總雨量之關係............................... 2-8 2-3-4 當地氣溫與總雨量之關係............................... 2-9 2-3-5 颱風路徑與總雨量之關係............................... 2-10 2-3-6 其他因子與總雨量之關係............................... 2-12 第三章　灰色預測方法概述........................................3-1 3-1　灰生成(Grey Generating)..................................... 3-2 3-2　灰關聯分析(Grey Relational Analysis)................3-3 3-3　灰建模式(Grey Model)........................................ 3-6 3-3-1 GM(1,1) ........................................................... 3-7 3-3-2 GM(1,N) ......................................................... 3-9 3-4　灰預測(Grey Prediction)...................................... 3-11 3-5　灰決策(Grey Decision Making)........................... 3-12 3-6　灰控制(Grey Control).......................................... 3-12 第四章　模組建構及驗證............................................ 4-1 4-1　資料分析............................................................. 4-1 4-2　資料篩選............................................................. 4-5 4-3　GM(1,n)雨量推估模型與驗證............................ 4-7 4-4　降雨因子的灰關聯度分析.................................. 4-16 4-5　評估與討論......................................................... 4-18 第五章　結 論........................................................... 5-1 參考文獻 參考文獻 [1]王時鼎、顏清連、陳泰然、謝信良，「台灣颱風降雨特性及其預報研究」，國家科學委員會防災科技研究報告，1986。 [2]史開泉、吳國威、黃有評，「灰色信息關係論」，全華科技圖書，1994。 [3]白子易、蔡勇斌、溫修慧、孔慧雯、呂信義、劉馨蕾、黃楸臑、塗崇程，「以GM (1, N) 模型評定下水道系統環境影響評估對策摘要表之影響程度」，第十六屆環境規劃與管理研討會論文集，台中， 2003。 [4]吳漢雄、鄧聚龍、溫坤禮，「灰色分析入門」，高立圖書有限公司，1996。 [5]林柏承，「應用類神經網路於颱風降雨量的推估」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文，1999。 [6]陳正斌，「應用模糊理論於颱風降雨量之推估」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文，2004。 [7]黃顯琇，灰色系統與類神經網路在水文過程之預測，1999。 [8]陳憲宗，「灰色系統理論在降雨預測之應用」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文，1997。 [9]陳憲宗，「灰色預測在逕流預報之應用」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文，1998。 [10]葉天降、吳石吉、謝信良，「簡單統計方法於台灣地區颱風降水預測之研究(二)」，1998。 [11]溫修慧、洪寬峰、鍾興、白子易，「以我國環境影響評估相關制度探討海洋永續發展」， 台灣環境資源永續發展協會研討會論文集，中壢，2003。 [12]塭坤禮、黃宜豊、張偉哲、張廷政、游美利、賴家瑞，「灰關聯模型方法與應用」，高立圖書有限公司，2003。 [13]鄧聚龍，「灰色預測與決策」，華中理工大學出版社，1985。 [14]鄧聚龍，灰色控制系統，華中理工大學出版社，1997。 [15]林建發，「颱風降雨量之統計迴歸預測」，國立中央大學統計研究所碩士論文，2000。 [16]李昀寰，「颱風降雨量與風速之統計預測」，國立中央大學統計研究所碩士論文，2001。 [17]許佳容，「台灣地區颱風降雨量預測之統計方法探討及校驗」，國立中央大學統計研究所碩士論文，2002。 [18]「1997年灰色系統理論與應用研討會論文集」，中華民國灰色系統學會，1997。P87,P176,P236。 [19]「第四屆灰色系統理論與應用研討會論文集」，中華民國灰色系統學會，1999。P128,P418。 [20]An,S., Yan, J. and Yu, X.,「Grey-system studies on agricultural ecoengineering in the Taihu Lake area, Jiangsu, China」, Ecological Engineering, Vol. 7, pp.235-245 (1996). 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