自然资源部第二海洋研究所方欣获国家专利权
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龙图腾网获悉自然资源部第二海洋研究所申请的专利一种海湾水质监测站位布局优化方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119477010B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510053635.6,技术领域涉及:G06Q10/0637;该发明授权一种海湾水质监测站位布局优化方法是由方欣;张亦飞;侯宗浩设计研发完成,并于2025-01-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种海湾水质监测站位布局优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种海湾水质监测站位布局优化方法,所述方法包括:对研究区域进行网格化划分,获得数据点;根据数据点的特征值确定算法搜索的初始范围;通过计算目标函数的梯度和曲率信息确定数据点更新的最优步长,并基于目标函数的实际下降量和预测下降量的比较结果更新数据点位置,循环迭代至达到预设的收敛条件,最终获得的数据点位置即为海湾水质监测站位位点。在信赖域映射法的基础上,通过粒子群优化算法实现快速地求解海湾水质监测站位的选址布局问题,在未约束监测站位数时能够按照要求给出合适的站位数量,计算合理性高,具有较高的应用价值。
本发明授权一种海湾水质监测站位布局优化方法在权利要求书中公布了:1.一种海湾水质监测站位布局优化方法,其特征在于:包括: S1、对研究区域进行网格化划分,获得数据点,基于网格化划分中的空间分布信息预测未来水质的变化趋势,并通过随机森林算法搭建决策树确定现有监测站点历史监测数据中对水质变化影响最大的关键特征,具体包括:收集现有监测站点的历史监测数据,并对数据中的缺失值和异常值进行处理;根据海湾生态系统、水体交换率因素提取特征数据,确定对预测结果影响最大的关键特征;所述数据点的特征值包括根据现有监测站点的历史监测数据预测出的未来水质的变化趋势,还需考虑海湾生态系统与海水水质的相互作用、水体交换率对海水水质改善的促进作用以及对水质负面影响较大的人类活动排污点; 根据所述未来水质的变化趋势构建水质模型,将水质模型和水动力模型耦合以模拟所述水体交换率对海水水质改善的促进作用,水动力模型方程为:;;式中,为水深;为时间;为流速向量;为流速向量的梯度;为流体的势能;为流体势能的梯度;为水的密度;为运动粘性系数;为科里奥利力; S2、根据所述数据点的特征值通过GIS空间分析确定优化算法搜索的初始范围; S3、通过计算目标函数的梯度和曲率信息确定数据点更新的最优步长,并基于目标函数的实际下降量和预测下降量的比较结果更新数据点位置,循环迭代;采用优化算法对监测站位进行优化布局,根据水质模型和实际监测需求动态调整站位的数目和位置,以达到监测效率和成本之间的最佳平衡,所述优化算法能够有效地在全局搜索和局部搜索之间维持平衡,同时利用混沌扰动项增加搜索的随机性,从而在海湾水质监测站位布局优化问题中找到更优的解; S4、达到预设的收敛条件,最终获得的数据点位置即为海湾水质监测站位位点。
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