[发明专利]一种水文监测网络的优化方法

权利要求书

1.一种水文监测网络的优化方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤A)，利用复杂网络抽象方法对水文监测网络所获得的水文监测数据进行建模，形成水文监测复杂网络模型；

步骤B)，利用Newman快速算法对水文监测复杂网络模型进行社团挖掘，完成流域划分；

步骤C)，计算流域划分后的水文监测复杂网络模型中每个节点的信息量指标、转移性指标、冗余性指标，并根据该节点的信息量指标、转移性指标、冗余性指标计算其重要性指标；

所述步骤C)的详细步骤为：

步骤C.1)，信息量指标计算：对于节点i，根据以下公式计算其信息量指标KI_i：

其中，C_D(i)为节点i的度中心性，min(C_D)为节点中度中心性的最小值，max(C_D)为节点中度中心性的最大值；

步骤C.2)，转移性指标计算：对于节点i，根据以下公式计算其转移性指标BI_i：

其中，C_B(i)代表节点i的介数中心性，min(C_B)代表节点中介数中心性的最小值，而max(C_B)代表节点中介数中心性的最大值；

步骤C.3)，冗余性指标计算：对于节点i，根据以下公式计算其冗余性指标RI_i：

式中，N_i为节点i所在社团中节点的个数，N_min为流域划分后所有社团中最小社团的节点个数，N_max为流域划分后所有社团中最大社团的节点个数；C_i代表节点i的聚类系数，C_min代表复杂网络中节点聚类系数的最小值，C_max代表复杂网络中节点聚类系数的最大值；

步骤C.4)，重要性指标计算：对于节点i，根据以下公式计算其重要性指标F_i：

其中，KI_i为节点i的信息量指标，BI_i为节点i的转移性指标，RI_i为节点i的冗余性指标；

步骤D)，根据节点的重要性指标对水文监测网络进行优化。

2.根据权利要求1所述的水文监测网络的优化方法，其特征在于，所述步骤A)的详细步骤如下：

步骤A.1)，针对每个水文监测站的数据，将对应的监测站的地理位置抽象为节点；

步骤A.2)，将两个节点间的水文监测数据序列之间的相关性作为评价两个节点之间是否存在连边的标准，建立复杂网络模型：若相关性大于预设的相关性阈值，认为对应节点之间存在连边，否则认为节点之间不存在连边。

3.根据权利要求2所述的水文监测网络的优化方法，其特征在于，所述步骤A.2)中采用皮尔森系数作为两个节点间序列之间的相关性，计算公式如下：

其中X_i代表节点i的水文变量时间序列，其中X_j代表节点j的水文变量时间序列；为序列X_i和序列X_j间的皮尔森相关系数，cov(X_i,X_j)为X_i，X_j间的协方差，为X_i的标准差，为X_j的标准差。