[發明專利]一種水文監測網絡的優化方法

有效

• 申請號: 201710290951.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107194498B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 吳學文;崔楠;辛嘉熙;聞昕;黃顯峰;吳丹暉
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G06K9/62;G06N3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.一種水文監測網絡的優化方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟A)，利用復雜網絡抽象方法對水文監測網絡所獲得的水文監測數據進行建模，形成水文監測復雜網絡模型；

步驟B)，利用Newman快速算法對水文監測復雜網絡模型進行社團挖掘，完成流域劃分；

步驟C)，計算流域劃分后的水文監測復雜網絡模型中每個節點的信息量指標、轉移性指標、冗余性指標，并根據該節點的信息量指標、轉移性指標、冗余性指標計算其重要性指標；

所述步驟C)的詳細步驟為：

步驟C.1)，信息量指標計算：對于節點i，根據以下公式計算其信息量指標KI_i：

其中，C_D(i)為節點i的度中心性，min(C_D)為節點中度中心性的最小值，max(C_D)為節點中度中心性的最大值；

步驟C.2)，轉移性指標計算：對于節點i，根據以下公式計算其轉移性指標BI_i：

其中，C_B(i)代表節點i的介數中心性，min(C_B)代表節點中介數中心性的最小值，而max(C_B)代表節點中介數中心性的最大值；

步驟C.3)，冗余性指標計算：對于節點i，根據以下公式計算其冗余性指標RI_i：

式中，N_i為節點i所在社團中節點的個數，N_min為流域劃分后所有社團中最小社團的節點個數，N_max為流域劃分后所有社團中最大社團的節點個數；C_i代表節點i的聚類系數，C_min代表復雜網絡中節點聚類系數的最小值，C_max代表復雜網絡中節點聚類系數的最大值；

步驟C.4)，重要性指標計算：對于節點i，根據以下公式計算其重要性指標F_i：

其中，KI_i為節點i的信息量指標，BI_i為節點i的轉移性指標，RI_i為節點i的冗余性指標；

步驟D)，根據節點的重要性指標對水文監測網絡進行優化。

2.根據權利要求1所述的水文監測網絡的優化方法，其特征在于，所述步驟A)的詳細步驟如下：

步驟A.1)，針對每個水文監測站的數據，將對應的監測站的地理位置抽象為節點；

步驟A.2)，將兩個節點間的水文監測數據序列之間的相關性作為評價兩個節點之間是否存在連邊的標準，建立復雜網絡模型：若相關性大于預設的相關性閾值，認為對應節點之間存在連邊，否則認為節點之間不存在連邊。

3.根據權利要求2所述的水文監測網絡的優化方法，其特征在于，所述步驟A.2)中采用皮爾森系數作為兩個節點間序列之間的相關性，計算公式如下：

其中X_i代表節點i的水文變量時間序列，其中X_j代表節點j的水文變量時間序列；為序列X_i和序列X_j間的皮爾森相關系數，cov(X_i,X_j)為X_i，X_j間的協方差，為X_i的標準差，為X_j的標準差。