一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，进行地形特征、河网功能指数和河网矢量数据采集与预处理；计算河网中每个河段的包括防洪能力指数、供水能力指数和生态能力指数在内的所有功能指数；构建待评价流域的河网复杂网络模型G＝(V,E)；基于河网复杂网络模型描述和量化河网的拓扑结构特征；对河网复杂网络模型进行节点移除攻击模拟，移除河段后网络的最大连通子图比例和网络效率，观察受到节点移除攻击的河网复杂网络模型整体鲁棒性水平的变化趋势，以确定对网络全局鲁棒性影响最为显著的评价指标。本发明专利技术适用于评估河网的结构稳定性、功能演变以及抵御各种风险事件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及河网评价与管理领域，具体涉及一种河网鲁棒性评价方法。

技术介绍

1、早期的河网研究主要依赖于定性描述。随着定量分析方法的兴起，horton-strahler体系、shreve-smart随机拓扑模型、分形理论以及自相似性理论等被相继提出，为河网研究提供了定量化工具。近年来，关于河网形态特征的定量描述研究不断取得进展，尝试将河网特征参数与地质构造、气候条件和流域因子等联系起来。然而，传统研究多关注特定时段的河网或基于dem提取的数字河网，与实际“自然+人工”耦合的河网存在显著差异，尤其在平原地区，提取河网的精度难以保证。实际河网受多种因素影响，呈现出复杂的网络结构，而非理想化的树状结构，导致大流域地形与实际网络结构之间的定量关系难以准确描述。此外，传统指标通常仅基于静态网络拓扑，无法完全捕捉网络的动态变化和异质性，对节点及河段在外界扰动下的动态响应机制的探讨也尚不成熟。

2、近年来，复杂网络理论被广泛应用于各种复杂系统的研究，为理解和分析河网系统提供了新的视角。复杂网络理论将河网抽象为由节点(河流交汇点、水库、水闸等)和连边(河段)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述S2进一步包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述S4进一步包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述S5中的移除攻击进一步包括静态攻击和动态攻击，以及进一步包括进行静态攻击分析，通过逐一移除不同节点并观察网络指标的变化，识别移除后会导致最大连通子图比例或全局效率显著下降的节点；动态攻击分析，基于不同中心性指标对节...

【技术特征摘要】

1.一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述s2进一步包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述s4进一步包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于复杂网络理论的河网鲁棒性评价方法，其特征在于，所述s5中的移除攻击进一步包括静态攻击和动态攻击，以及进一步包括进行静态攻击分析，通过逐一移除不同节点并观察网络指标的变化，识别移除后会导致最大连通子图比例或全局效率显著下降的节点；动态攻击分析，基于不同中心性指标对节点进行排序并逐步移除，观察网络整体鲁棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：史书汇，李发文，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：