[發明專利]基于套合模型的湖庫水質各向異性插值方法和裝置

有效

• 申請號: 202010350492.2
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111581586B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 余嘉琦;殷守敬;王楠;郅曉沙;楊紅艷;靳衛華;周亞明;孟斌;王雪蕾;趙乾;賈興;李營;肖如林;初東
• 申請（專利權）人: 生態環境部衛星環境應用中心
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F16/29;G01N33/18;G01D21/02
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 劉守憲;李善學

1.一種基于套合模型的湖庫水質各向異性插值方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：獲取湖庫的水質指標監測樣本點數據、流向數據以及各個流向的流速數據；

S2：根據湖庫的流向數據，以一定的角度容差將湖庫全域水面劃分為多個流向區域，每個流向區域內包括若干個水質指標監測樣本點；

S3：根據每個流向區域內各個水質指標監測樣本點的距離以及每個流向區域內的流速數據計算該流向區域的插值步長；

S4：對每個流向區域，分別通過待選擇的各個插值模型對該流向區域的水質指標監測樣本點數據進行插值并計算插值誤差，最小的插值誤差對應的插值模型即為該流向區域的插值模型；其中，進行插值時，各個插值模型的插值步長為該流向區域的插值步長；

S5：將各個流向區域的插值模型按照權重系數加權，得到湖庫全域水面插值模型；

其中，各個流向區域的權重系數W_i的取值W_i^*使得湖庫全域水面插值模型的殘差平方和S(P(h))最小；S(P(h))＝||WR-P(h)||²，W＝(W₁,W₂,…,W_n)，R＝(R₁(h),R₂(h),…,R_n(h))，W_i為第i個流向區域的權重系數，R_i(h)為第i個流向區域的插值模型，i＝1,2,…,n，n為流向區域的數量；所述湖庫全域水面插值模型為W₁^*R₁(h)+W₂^*R₂(h)+……+W_n^*R_n(h)，W^*＝(R^TR)^-1R^TP(h)；

所述S1還包括：

對各個流向的流速數據進行歸一化處理；

所述S2中，角度容差為10°；

各個流向區域的插值步長h_i＝V_i*S_i/2；其中，i為流向區域的編號，V_i為第i個流向區域的歸一化后的流速數據，S_i為第i個流向區域內各個水質指標監測樣本點的最鄰近距離。

2.根據權利要求1所述的基于套合模型的湖庫水質各向異性插值方法，其特征在于，所述S4包括：

S41：選擇一個流向區域；

S42：將該流向區域的水質指標監測樣本點數據平均劃分為模擬組和檢驗組；

S43：從待選擇的插值模型中選擇一個插值模型；

S44：使用該插值模型對模擬組的水質指標監測樣本點數據進行插值，并將插值結果與檢驗組的水質指標監測樣本點數據計算殘差，其中，該插值模型的插值步長為該流向區域的插值步長；

S45：將模擬組的一個水質指標監測樣本點數據與檢驗組的一個水質指標監測樣本點數據置換，并重復S44，直至模擬組的每個水質指標監測樣本點數據與檢驗組的每個水質指標監測樣本點數據均置換一次，得到一個殘差組合；

S46：計算所述殘差組合的平方根，作為該插值模型的插值誤差；

S47：從未選擇的插值模型中選擇一個插值模型，并重復S44～S46，直至所有插值模型均被選擇一次，得到每個插值模型的插值誤差，最小的插值誤差對應的插值模型即為該流向區域的插值模型；

S48：從未選擇的流向區域中選擇一個流向區域，并重復S42～S47，直至所有流向區域均被選擇一次，得到每個流向區域的插值模型。