[发明专利]一种基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法

权利要求书

1.一种基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取多年冻土相关资料并提取关键影响因素，利用所提取的关键影响因素建立冻土活动层厚度数据库；

S2、将提取的关键影响因素与实测的冻土活动层厚度数值进行相关性分析，根据相关性的大小选择关键影响因素建立系统动力学模型，并确定所选择的关键影响因素之间的相关关系，具体而言，所选择的关键影响因素之间的相关关系表示为：

其中，表示未冻水含水量，表示冻结指数， 表示融化指数，表示降水量， 表示近地面气温，表示多年冻土活动层厚度，表示植被指数，表示海拔；

S3、根据所构建的系统动力学模型及关键影响因素之间的相关性构建冻土活动层厚度影响因素因果回路图和存量流量图，并将其带入所建立的系统动力学模型，得到冻土活动层厚度预测值，并对预测结果进行不确定性分析；

S4、利用动态数据交换将系统动力学模型数据和ArcGIS数据进行交互，得到冻土活动层厚度数值的时空间分布。

2.根据权利要求1所述的基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法，其特征在于，所述S1中提取关键影响因素具体包括如下步骤：

S11、利用 Python 语言编写数据转换代码将冻土相关资料中的多元数据转换为文本数据并存储于冻土活动层厚度文本信息库；

S12、利用 Python 语言对冻土活动层厚度文本信息库中数据进行爬取、清洗和整理；

S13、合并同义词并删除无法量化且操作困难的词频，得到关键影响因素。

3.根据权利要求2所述的基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法，其特征在于，所述关键影响因素包括经度、纬度、短波辐射、长波辐射、降水量、近地面气压、近地面空气比湿、近地面气温、近地面全风速、植被指数以及海拔。

4.根据权利要求1所述的基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法，其特征在于，所述S2中相关性分析通过Stefan 方程进行计算，具体计算方式为：

其中，表示活动层厚度，表示土的导热系数，表示土壤水分相变引起的潜热变化且， 表示冰融化的潜热，为土壤干容重， 为总含水率，为未冻水含水量，DDF 为冻结指数，DDT 为融化指数。

5.根据权利要求1所述的基于系统动力学的多年冻土活动层厚度计算方法，其特征在于，所述S4中动态数据交换的具体方式为：

S41、将ArcGIS中的具有空间信息的冻土活动层厚度数据导入Excel中为系统动力学模型提供时空间信息；

S42、将系统动力学模型计算的具有时间序列的冻土活动层厚度数据回传给ArcGIS，使ArcGIS具有时序动态变化特征。