[发明专利]一种基于空间关系的流域水质监测异常值检测方法

摘要

本发明涉及一种基于空间关系的流域水质监测异常值检测方法。该方法包括对单一河道和非单一河道进行异常值检测，适用于检测水质监测数据中的点异常与集合异常值。对于单一河道：在河流段上生成等距且密集的数据点，通过提取等距密集点的高程值并结合其周边的地势判断河流的流向；利用最小二乘法对同一月份同一水质指标的数据进行线性模拟，根据模拟直线的斜率分离出集合异常值；通过计算均方误差并设置相应的阈值，对剩余数据进行点异常判定。对于非单一河道：利用一维水质模型计算干流和支流在干支流交汇处的水质指标值，通过对比将非单一河道的异常值检测转化成单一河道的异常值检测。该方法利用了水质断面的空间位置、地形和水系之间的关系进行水质异常值检测，既分离出了点异常与集合异常又提高了异常值检测的准确率。

主权项

1.一种基于空间关系的流域水质监测异常值检测方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：/n准备步骤：准备水系以及断面的矢量数据、每个断面的水质指标数据。在此基础上，根据实际情况，选择相应的河流段以及合适的水质指标用于异常值检测；/nA、在河流段上生成等距且密集的数据点并提取其高程值，用河流段周边的高程趋势面作为辅助判断，确定河流段的流向；/nB、根据河流段流向，自上而下提取其上断面的水质指标数据(步骤A中所选取的水质指标)，并按照月份将其分成若干份；/nC、剔除与填补数据：(1)剔除断面数过少的月份数据；(2)剔除步骤A中未选择的水质指标；(3)剔除负值或空缺值较多的数据块(将同一月份同一水质指标的某一河流段上所有断面数据简称为一个数据块)；(4)对剩余的负值或空缺值较少的数据块进行填充。/nD、判断河流段是单一河道还是非单一河道，若是单一河道跳过步骤E～F，进入步骤G～H；若是非单一河道进入步骤E～H；/nE、根据一维稳态水质模型，分别计算干流和支流在干支流交汇处的水质指标数值，记为R