径流时间序列的网络拓扑模态研究

为揭示径流时间序列的复杂动力学特征和非线性规律,借助可视图方法将径流时间序列转化为复杂网络,利用网络拓扑分析理论对网络的点强度、中间中心性、平均路径长度、聚类系数等参数进行分析,探明径流时间序列的网络拓扑特征与模态。采集北江流域石角站和赣江流域外洲站的水文数据,对北江与赣江径流时间序列的网络拓扑模态进行验证分析。结果表明：北江与赣江径流时间序列网络的聚类系数均较大而平均路径长度均较小,2个网络均具有小世界特性和无标度网络特性,中心性大的节点均对应年中月径流,北江与赣江的径流时间序列非线性动力特征及拓扑模态基本相似。从新的维度刻画径流时间序列的结构特征以及内在动力学特性,更有利于揭示径流时间序列的多维度非线性特征。     

内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响

为定量分析内涝积水对城市路网交通运行的影响，开展内涝积水下城市交通路网邻域拓扑势研究。首先，利用对偶拓扑方法将路段映射为点、交叉路口映射为边，构建城市路网的对偶拓扑图；其次，根据势函数原理，厘定节点间最短拓扑距离、地势高差传递权值、路网对偶节点吞吐量、势场影响因子等参数，构建内涝积水对城市交通影响的路网邻域拓扑势模型，并采用黄金分割优化算法对模型进行求解；最后，以宜昌市西陵区易涝地段为例，分析不同积水深度下城市路网拓扑势的演化趋势。结果表明：积水深度达到15 cm以上时，各路段拓扑势下降大于20%;随着高峰和平峰时积水深度的增大，节点拓扑势从平缓波动到急剧下降；从节点间的拓扑势值排序可以看出，积水路段西陵一路与一级领域的路段之间的拓扑势最大，而和其他路段之间的拓扑势随着距离的增加而减小。研究揭示了内涝积水对城市交通路网邻域拓扑势的影响规律，可为城市内涝治理及交通管制提供理论依据。     

水旱灾害时间序列的动力学拓扑特征研究

【目的】为提高水旱灾害年际时间序列数据分析的可视化程度，采用拓扑网络可视化分析的新范式，挖掘水旱灾害年际时间序列的非线性分形动力学特征，为水旱灾害防御规划设计等提供多维度信息。【方法】首先，借助可视图方法，根据时间序列数值柱状图顶点的可视关系，建立水旱灾害时间序列的拓扑网络，厘清分形时间序列与拓扑网络度分布的映射关系；其次，利用拓扑网络理论分析点强度、介数中心性、平均路径长度、聚类系数等参数，揭示水旱灾害年际时间序列的拓扑分形动力特征；最后，以我国1955—2018年的水旱灾害数据为例，对比分析拓扑网络参数与采用R/S分析方法计算的Hurst指数。【结果】结果表明，水旱灾害受灾、成灾面积时间序列分布均具有分形特性、小世界特性和无标度网络特性，介数中心性大的节点均对应年受灾、成灾面积大，【结论】以上两种方法分析结果相近，而拓扑网络可视化分析方法可为水旱灾害年际时间序列分析提供更多维度信息。