【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于洪水數(shù)據(jù)分析，特別涉及一種洪水過程線的簡化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、洪水過程線是描述洪水在河流或水庫中的流量隨時間的變化規(guī)律的函數(shù)線條，一般以時間作為橫坐標、流量作為縱坐標的若干密集的數(shù)據(jù)點按時間次序連線構(gòu)成。由于水文現(xiàn)象隨機性、儀器采樣振蕩以及施測環(huán)境變化等隨機因素的影響，實際工作中得到的洪水過程線往往表現(xiàn)出強烈的局部波動，不僅加劇了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性，而且用于計算或分析時，將降低計算的精度效率，并帶來潛在的計算穩(wěn)定性問題。
2、目前，洪水過程線的簡化廣泛使用滑動平均法(moving?average?meth?od)，即連續(xù)計算若干數(shù)據(jù)點的平均值，以減少短期波動，并突出長期趨勢。但滑動平均法的最大問題在于無法準確捕捉洪峰。由于滑動平均法會平滑掉短期的極值，其所簡化出的洪水過程線的洪峰高度將顯著降低，從而無法準確反映洪水的最大強度。而洪峰是洪災(zāi)預(yù)警和防御、水利工程設(shè)計等工作中的重要參數(shù)，若不能有效反映洪峰數(shù)據(jù)，則將引起洪災(zāi)預(yù)警和響應(yīng)延誤、水利工程失效等潛在后果。此外，滑動平均法僅能夠改善洪水過程線的局部波動問題，而無法有效減少原數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題，第一方面，本專利技術(shù)提出了一種洪水過程線的簡化方法，包括以下步驟：
2、在洪水過程線上選取若干個控制點將洪水過程線劃分成多個數(shù)據(jù)段；
3、取定數(shù)據(jù)段，對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷，直至達到數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條件后結(jié)束判斷，并繼續(xù)判斷是否已經(jīng)達到洪水過
4、若已經(jīng)達到洪水過程線保留性判斷的結(jié)束條件，則將包括控制點在內(nèi)的所有被保留下來的數(shù)據(jù)點按照時間次序進行連線，得到簡化的洪水過程線。
5、進一步地，在對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷之前對洪水過程線上的所有數(shù)據(jù)點進行預(yù)處理。
6、進一步地，所述預(yù)處理包括對所有數(shù)據(jù)點的坐標進行歸一化處理，所述數(shù)據(jù)點的坐標由流量數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)組成。
7、進一步地，所述控制點至少包括洪水過程線上首尾兩個數(shù)據(jù)點。
8、更進一步地，所述控制點還可以包括洪峰數(shù)據(jù)點。
9、進一步地，對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷包括以下步驟：
10、s1：將取定的數(shù)據(jù)段中的第一個數(shù)據(jù)點作為點a；所述點a為取定的數(shù)據(jù)段中左側(cè)的控制點或者數(shù)據(jù)段右側(cè)的控制點。
11、s2：判斷所述點a之后包括控制點在內(nèi)是否存在不少于兩個數(shù)據(jù)點；
12、s3-a：若是，則取點a之后的第二個數(shù)據(jù)點作為點b；
13、s3-b：若否，則本數(shù)據(jù)段保留性判斷結(jié)束；
14、s3-a-1：建立點a和點b的連線并根據(jù)歸一化后的數(shù)據(jù)點坐標計算點a和點b之間的每一個數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離；
15、s3-a-2：判斷點a和點b之間的所有數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離是否全部小于取定的簡化閾值；
16、s3-a-2-a：若點a和點b之間的所有數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離全部小于取定的簡化閾值，則判斷當前點b是否為數(shù)據(jù)段的最后一個數(shù)據(jù)點；
17、s3-a-2-a-a:若點b為數(shù)據(jù)段的最后一個數(shù)據(jù)點，則本數(shù)據(jù)段的保留性判斷結(jié)束；
18、s3-a-2-a-b:若點b不為數(shù)據(jù)段的最后一個數(shù)據(jù)點，則取當前的點b之后的下一個數(shù)據(jù)點作為新的點b，返回s3-a-1；
19、s3-a-2-b：若a和點b之間至少存在一個數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離大于等于簡化閾值，則記錄點b的前一個數(shù)據(jù)點為將在最終簡化的洪水過程線中被保留的數(shù)據(jù)點，并將該點作為新的點a，返回到s2。
20、進一步地，所述數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條件為：
21、所述數(shù)據(jù)段中點a之后包括控制點在內(nèi)僅存在一個數(shù)據(jù)點；或者，
22、所述數(shù)據(jù)段中點a和點b之間的所有數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離全部小于簡化閾值且點b為所述數(shù)據(jù)段的最后一個數(shù)據(jù)點。
23、進一步地，所述洪水過程線保留性判斷的結(jié)束條件為：對所有數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點都執(zhí)行了保留性判斷，且每個數(shù)據(jù)段都達到了數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條件；
24、若未達到洪水過程線保留性判斷的結(jié)束條件，則取下一個數(shù)據(jù)段對數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷。
25、進一步地，計算點a和點b之間的每一個數(shù)據(jù)點到連線的無量綱距離的計算公式包括：
26、
27、
28、式中，c為點a和點b之間的任意一個數(shù)據(jù)點，δ為點c到連線的無量綱距離，θ為空間中從點a到點b的矢徑與從點a到點c的矢徑之間的夾角，為矢徑和矢徑的內(nèi)積；和分別為矢徑和矢徑的范數(shù)。
29、第二方面，本專利技術(shù)提出了一種洪水過程線的簡化系統(tǒng)，包括：
30、洪水過程線分段單元，用于在洪水過程線上選取若干個控制點將洪水過程線劃分成若干個數(shù)據(jù)段，所述控制點至少包括洪水過程線上首尾兩個數(shù)據(jù)點；
31、數(shù)據(jù)點保留性判斷單元，用于取定數(shù)據(jù)段，對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷，直至達到數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條件后結(jié)束判斷，并繼續(xù)判斷是否已經(jīng)達到洪水過程線保留性判斷的結(jié)束條件；
32、保留數(shù)據(jù)點連線單元，用于在已經(jīng)達到洪水過程線保留性判斷的結(jié)束條件后，將包括控制點在內(nèi)的所有保留下來的數(shù)據(jù)點按照時間次序進行連線，得到簡化的洪水過程線。
33、進一步地，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)點坐標預(yù)處理單元，用于在對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷之前對洪水過程線上的所有數(shù)據(jù)點進行預(yù)處理；
34、所述預(yù)處理包括對所有數(shù)據(jù)點的坐標進行歸一化處理；
35、所述數(shù)據(jù)點的坐標由流量數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)組成。
36、第三方面，本專利技術(shù)提出了一種電子設(shè)備，包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器、通信接口和存儲器通過通信總線完成相互間的通信；
37、存儲器，存儲有計算機程序；
38、處理器，用于執(zhí)行存儲器所存儲的程序時，實現(xiàn)所述的洪水過程線的簡化方法。
39、第四方面，本專利技術(shù)提出了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，所述計算機程序被運行時，執(zhí)行所述的洪水過程線的簡化方法。
40、本專利技術(shù)的有益效果：
41、本專利技術(shù)通過在洪水過程線上選取包括首尾數(shù)據(jù)點以及像洪峰數(shù)據(jù)點這樣具有明顯特征的數(shù)據(jù)點作為控制點，利用所選擇的控制點將洪水過程線分為多個數(shù)據(jù)段，再針對每個數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行是否能夠被保留的判斷，再將包含控制點在內(nèi)的最終被保留下來的數(shù)據(jù)點按照時間次序進行連線得到簡化后的洪水過程線。該方法可以更好地保留洪水過程線中的具有明顯特征的數(shù)據(jù)點(例如洪峰數(shù)據(jù)點)，去除掉不具有重要意義的數(shù)據(jù)點，與以往的洪水過程線簡化方法(滑動平均法)相比，能夠有效反映洪水過程線的關(guān)鍵特征信息(例如洪峰信息)，且能夠有效減少原洪水過程線的數(shù)據(jù)量，從而有利于簡化本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種洪水過程線的簡化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，在對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷之前對洪水過程線上的所有數(shù)據(jù)點進行預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括對所有數(shù)據(jù)點的坐標進行歸一化處理；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述控制點至少包括洪水過程線上首尾兩個數(shù)據(jù)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述控制點還包括洪峰數(shù)據(jù)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述點A為取定的數(shù)據(jù)段中左側(cè)的控制點或者數(shù)據(jù)段右側(cè)的控制點。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條件為：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述洪
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，計算點A和點B之間的每一個數(shù)據(jù)點到連線AB的無量綱距離的計算公式包括：
11.一種洪水過程線的簡化系統(tǒng)，其特征在于，包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的洪水過程線的簡化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)點坐標預(yù)處理單元，用于在對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷之前對洪水過程線上的所有數(shù)據(jù)點進行預(yù)處理；
13.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括處理器、通信接口、存儲器和通信總線，其中，處理器、通信接口和存儲器通過通信總線完成相互間的通信；
14.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被運行時，執(zhí)行如權(quán)利要求1-10任一項所述的洪水過程線的簡化方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種洪水過程線的簡化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，在對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷之前對洪水過程線上的所有數(shù)據(jù)點進行預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括對所有數(shù)據(jù)點的坐標進行歸一化處理；
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述控制點至少包括洪水過程線上首尾兩個數(shù)據(jù)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述控制點還包括洪峰數(shù)據(jù)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，對取定數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)點進行保留性判斷包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述點a為取定的數(shù)據(jù)段中左側(cè)的控制點或者數(shù)據(jù)段右側(cè)的控制點。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的洪水過程線的簡化方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)段保留性判斷的結(jié)束條...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙汗青，任玉峰，曹輝，張成瀟，翟儼偉，張海榮，楊宇，溫棟，劉新波，馬一鳴，李雨晨，李文暉，李文達，
申請(專利權(quán))人：中國長江三峽集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。