CN115081197B 一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法 （烟台大学）

US2015348656A1,2015.12.03一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关本发明公开了一种识别地下水位与影响因性检验区域面积的百分比和平均小波相干性系数识别控制地下水位波动的尺度依赖的优势因个影响因子和地下水位尺度依赖关系特征的方2S1、选择研究的地下水系统区域，获取区域内等时S2、对步骤S1中标准化处理后的地下水位时间序S3、对步骤S2中异常值检测后的地下水位时间S5、根据步骤S3中获得的地下水位时间序列S6、根据步骤S4和S5得到的自相干小波变换和交叉小波变换响因子时间序列的相对相位，利用蒙特卡洛模拟对偏小波相干性进行5％的显著性水平检S7、通过计算不同尺度上的偏小波相干性的平均值得S8、依据步骤S6中计算的排除干扰因子干扰后的地2.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其3.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其4.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其3iX5.根据权利要求4所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其η表示无量纲时间；6.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其iX7.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其iX8.根据权利要求1所述的一种识别地下水位与影响因子尺度依赖关系的分析方法，其4位时间序列和干扰因子时间序列的小波相干性系数，为影响因子时间序列和干扰因子扰因子时间序列Z的交叉小波变换，WiXZ(s)为影iYYiZZ数据采集模块，用于选择研究的地下水系统区域，获取区域数据处理模块，对数据采集模块中标准化处理后的地下水位单个时间序列的小波变换模块，用于对数据处理模块两个时间序列的小波变换计算模块，用于根据单个5偏小波相干性进行5％的显著性水平检验，计算不同尺度上的通过显著性检验面积与对应识别及分析模块，用于通过计算不同尺度上的偏小波相干6Gurdak,J.J.,2011.Identifyingnon-stationarygroundwaterlevelresponsetoNorthAtlanticocean-atmosphereteleconnectionpatternsusingwavelet杂补给和排泄方式，导致影响因子和地下水位波动的相干性特征受到其他影响因子的干析方法。该方法在时频域能够准确揭示地下水位和影响因子局部和尺度依赖的相干性特7[0009]S4、根据步骤S3中获得的地下水位时间序列和影响因子时间序列的连续小波变[0010]S5、根据步骤S3中获得的地下水位时间序列和影响因子时间序列的连续小波变和影响因子时间序列的相对相位，利用蒙特卡洛模拟对偏小波相干性进行5％的显著性水框图扫描标准化后的地下水位时间序列和影响因子时间序列是否存在异常值，对于异常[0017]对等时间间隔为δt的影响因子时间序列X＝{x1,x2,…,xN}和地下水位时间序列Y[0020]其中，W"(S)和W"(S)分别表示影响因子时间序列X和地下水位时间序列Y的连续c(s)-,丽是将Ψ转化为具有单位能量的归一8η表示无量纲时间；[0025]sj＝s02jδj,j＝0[0035]在时间ti＝iδt和尺度s上计算地下水位和影响因子时间序列之间的相对相位特地下水位时间序列和干扰因子时间序列的小波相干性系9Z的交叉小波变换，WiYX(s)为地下水位时间序列Y和影响因子时间序列X的交叉小波变换，iYYiZZ水位和影响因子时间序列；序列的相对相位特征分析地下水位对影响因子响应[0065]图4(a)为不同尺度的降水特征与地下水位之间的平均小波相干性系数，(b)为不尺度上的通过显著性检验区域面积的百分比和平均小波相干性系数识别控制地下水位波ti＝iδt和尺度s上的连续小波变换分别表示N表示影响因子时间序列X和地下水位时间序列Y的长度，xj和yj分别为影响因子序列X和地以通过小波尺度s的改变而被拉伸或压缩，通过改变局部时间指标t对小波函数进行平移。η表示无量纲时间。[0088]影响因子时间序列X和地下水位时间序列Y在时间ti＝iδt和尺度s上的自相干小[0093]地下水位时间序列Y和影响因子时间序列X在时间ti＝iδt和尺度s上的交叉小波5％的显著性水平检验，计算不同尺度上的通过显著性检验面积与对应尺度总面积的百分Z的交叉小波变换，WiYX(s)为地下水位时间序列Y和影响时间因子序列X的交叉小波变换，iYYiZZ[0111]排除干扰因子时间序列Z的影响后，地下水位时间序列Y和影响因子时间序列X的tD,(15)ez=arg(l-⃞z)(16)[0114]其中，Φi表示影响因子时间序列X和地下水位时间序列Y的交叉小波变换的相对[0116]平均小波相干性系数和显著性检验区域面积的百分比的值越大表明更多的地下[0118]偏小波相干性功率谱中，通过箭头(图5中所示)表示影响因子和地下水位的相对水位和影响因子时间序列；序列的相对相位特征分析地下水位对影响因子响应降水强度的波动特征和日降水强度的连续小波功率谱，2001年和2003年的降水强度较大，卢萨市的地下水位波动的小波功率谱，结果表明地下水位波动表征了1年的连续周期性特[0131]图4展示了塔斯卡卢萨湖流域在不同时间尺度上降水特征包括降水量(TP)、降水持续时间(DU)、降水强度(IN)和地下水位波动之1Month是1周-1月的尺度，6Months为1到6个月的尺度，12Months是6到12个月的尺度，>[0132]图5展示了塔斯卡卢萨湖流域的地下水位(GL)和