[發明專利]一種地下水水位監測數據異常值識別方法及系統

在審

• 申請號: 202010836111.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111984930A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 魯程鵬;邱磊;孫龍;張穎;宋子奕;盧佳赟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G01F23/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種地下水水位監測數據異常值識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取地下水水位監測數據；

通過基于統計模型的箱型圖和基于水位差的距離模型分別識別所述地下水水位監測數據中的統計異常極值和局部變化異常值；

所述異常極值和局部變化異常值均為地下水水位監測數據異常值。

2.根據權利要求1所述的一種地下水水位監測數據異常值識別方法，其特征在于，通過基于統計模型的箱型圖識別統計異常極值的過程如下：

將單一站點的地下水水位監測數據按照從小到大進行排序；

獲取地下水水位監測數據序列中的第一四分位數、中位數和第三四分位數；

根據所述第一四分位數、中位數和第三四分位數計算箱型圖的上邊緣和下邊緣；

根據所述上邊緣和下邊緣判斷地下水水位監測數據中的統計異常極值。

3.根據權利要求1所述的一種地下水水位監測數據異常值識別方法，其特征在于，所述上邊緣的計算公式為：

Upperlimit= Q₃+（Q₃- Q₁）×1.5 （1）

所述下邊緣的計算公式為：

Lowerlimit= Q₃-（Q₃- Q₁）×1.5 （2）

其中，Upperlimit表示上邊緣，Lowerlimit表示下邊緣，Q₁表示第一四分位數，，Q₃表示第三四分位數。

4.根據權利1所述的一種地下水水位監測數據異常值的識別方法，其特征在于，通過基于水位差的距離模型識別局部變化異常值的過程如下：

計算多個相鄰時刻地下水水位變化速率；

計算多個地下水水位變化速率的均值和方差；

根據均值和方差判斷地下水水位監測數據中的局部變化異常值。

5.根據權利4所述的一種地下水水位監測數據異常值的識別方法，其特征在于，所述均值的計算公式為：

（9）

所示方差的計算公式為：

（10）

其中，μ為均值，σ為方差，ΔX_i為相鄰時刻地下水水位變化速率，n為相鄰時刻地下水水位變化速率的總數。

6.根據權利4所述的一種地下水水位監測數據異常值的識別方法，其特征在于，根據均值和方差判斷地下水水位監測數據中的局部變化異常值的方法為：

根據均值和方差計算正常值的波動范圍；

若地下水水位監測數據在波動范圍內則為正常值，否則為局部變化異常值。

7.一種地下水水位監測數據異常值的識別系統，其特征在于，所述系統包括：

獲取模塊：用于獲取地下水水位監測數據；

識別模塊：用于通過基于統計模型的箱型圖和基于水位差的距離模型分別識別所述地下水水位監測數據中的統計異常極值和局部變化異常值；所述異常極值和局部變化異常值均為地下水水位監測數據異常值。

8.一種地下水水位監測數據異常值的識別系統，其特征在于，所述系統包括處理器和存儲介質；

所述存儲介質用于存儲指令；

所述處理器用于根據所述指令進行操作以執行根據權利要求1-6任一項所述方法的步驟。

9.計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1-6任一項所述方法的步驟。