[发明专利]基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法

权利要求书

1.一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

提取待模拟流域干支流主要控制水文站，依据水流关系构建多个控制水文站的拓扑结构；所述拓扑结构包含多层级的节点；每个节点表示一个控制水文站；洪水经由多个处于同一层级的节点汇入上一层级中的某个节点；最高层级的节点只有一个，为流域干流最末一级控制水文站；

明确各节点在其对应的上一层级的节点洪水形成中的主要作用为基流或者非基流，每个层级中节点以外的区域视为该层级的无控区间；

设定某一超标准洪水频率，获取最高层级的节点以典型年为基础的超标准洪水模拟过程集合；

按照拓扑结构的层级，由上至下根据各节点的主要作用依次计算各层级中每个节点的超标准洪水模拟过程集合，同时计算各层级中无控区间的超标准洪水模拟过程集合；

计算得到的各节点的超标准洪水模拟过程集合和各层级无控区间的超标准洪水模拟过程集合为待模拟流域的超标准洪水模拟结果；

对于主要作用为非基流的节点，基于历史洪水数据构建迁移学习机制模型，通过迁移学习机制模型将历史洪水数据对应的知识迁移到节点的峰型选择及遭遇组合求解中，计算得到节点的多个相应洪水过程，作为节点的超标准洪水模拟过程集合。

2.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：还包括：

按照拓扑结构的层级，由上至下对各层级中每个节点的超标准洪水模拟过程集合进行合理性检验，输出通过合理性检验的各节点的超标准洪水模拟过程集合和各层级无控区间的超标准洪水模拟过程集合，作为待模拟流域的超标准洪水模拟结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：对于主要作用为基流的节点，采用与对应的上一层级节点洪水同频率方法，获取以典型年为基础的多个相应洪水过程，作为节点的超标准洪水模拟过程集合。

4.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：对于无控区间，根据对应的上一层级的节点以及本层级所有节点的超标准洪水模拟过程集合，计算得到无控区间的超标准洪水模拟过程集合。

5.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：明确某个节点在其对应的上一层级的节点洪水形成中的主要作用的过程包括：

分别在各时间尺度计算该节点的洪量占对应的上一级节点洪量的比例系数；求取该节点的相邻两个时间尺度的洪量占对应的上一级节点洪量的比例系数的差值，作为该节点在前一个时间尺度的比例系数变化值；求得该节点相邻两个的时间尺度的比例系数变化值的差值，作为该节点在前一个时间尺度时变梯度系数；

根据该节点的时变梯度系数随时间尺度的变化方式判断该节点的主要作用：当时变梯度系数变化明显且随着统计时间尺度的增加而增大，则该节点主要作用为基流；其余节点主要作用为非基流。

6.根据权利要求1所述的一种基于迁移学习机制的流域超标准洪水模拟发生器构建方法，其特征在于：主要作用为非基流的节点的超标准洪水模拟过程集合的计算过程包括：根据历史洪水数据和待计算节点的模拟洪水场景构建迁移学习机制模型，所述迁移学习机制模型用于评估历史洪水数据与待计算节点的模拟洪水场景在信息指标上的差异度；根据迁移学习机制模型的最优解获得与待计算节点的模拟洪水场景综合差异度最小时对应的历史洪水样本，作为待计算节点的模拟洪水场景的基础样本洪水数据；构建上一层级节点和待计算节点间的洪峰～洪量联合分布函数，获取待计算节点对应的洪峰、洪量模拟参数集合；以待计算节点对应的洪峰、洪量模拟参数集合为控制，对基础样本洪水数据采用变倍比方法构建逐时段流量映射函数，计算得到待计算节点的相应洪水过程；

通过选用多个不同的信息指标获得多个不同的基础样本洪水数据，从而计算得到待计算节点的多个相应洪水过程，作为待计算节点的超标准洪水模拟过程集合。