[发明专利]一种提高水情水调数据质量的系统和方法

权利要求书

1.一种提高水情水调数据质量的系统，其特征在于，包括SCADA模块、水情水调数据库、数据质量参数率定模块、数据质量判别与分析模块、数据处理模块，水情水调数据库分别与SCADA模块、数据质量参数率定模块、数据处理模块、数据质量判别与分析模块连接，数据质量判别与分析模块与数据处理模块连接；

SCADA模块用于自动采集水情遥测站监测量，存入水情水调数据库；

水情水调数据库用于各水情站点水情数据、数据质量判别参数的存储和读取管理；

数据质量参数率定模块根据历史水情数据，对数据质量判别的参数进行分析和率定，将率定好的数据质量判别参数存入水情水调数据库，为数据质量判别和分析模块提供数据质量判别参数；

数据质量判别和分析模块用于对水情水调数据库中水情数据进行数据质量检测与判别，如果检测出数据异常，则进行标识，用于供数据处理模块进行数据异常处理；

数据处理模块读取水情水调数据库中的异常数据，并根据数据处理方法进行数据自动处理，处理后的数据进入数据质量判别与分析模块进行判别，直至通过判别，进行标识和存入水情水调数据库；

所述系统执行以下步骤：

(1)数据质量参数率定模块从水情水调数据库中提取水情站点水情数据，分别对进行整理和分析，计算出数据质量判别参数，并更新到水情水调数据库；

(2)数据质量判别和分析模块从水情水调数据库中提取水情数据和数据质量判别参数，分别对水情数据按照数据质量判别参数进行数据质量判别，对通不过判别条件的数据标记可疑数据，存入水情水调数据库；

(3)数据处理模块提取水情水调数据库中数据质量判别后的可疑数据，对其进行自动修订，针对雨量数据采用距离上最近的临近站雨量值代替，针对水位、流量数据采用线性插值方法进行修正处理；

(4)数据处理模块修订后的数据调用数据质量判别和分析模块对其再次进行数据质量判别，如通过判别，则将该数据标识为合理数据，并存入水情水调数据库，如没有通过判别，则返回数据处理模块重复步骤(3)，直至该数据通过判别，如果连续三次没有通过，则将数据标识为待审核数据，并存入水情水调数据库；

所述步骤(1)，具体步骤包括：

1)数据质量参数率定模块对雨量数据中最小时间步长雨量数据、小时雨量数据、日雨量数据进行提取，生成各自的雨量时间序列数据P_mi、P_hi、P_di，对此三个序列进行统计分析，取各类雨量数据的最大值P_mmax、P_hmax、P_dmax，将P_mmax、P_hmax、P_dmax分别作为最小时间步长雨量数据、小时雨量数据、日雨量数据的雨量数据异常阈值判断参数；

2)数据质量参数率定模块将水位实时数据、小时数据、日数据进行提取，分别生成各个时间序列数据L_ri、L_hi、L_di，分别对各水位时间序列数据逐个计算各数据点L_i与前一数据点L_i-1所形成的水位变化率L′_i，估计出各类水位变化率数据序列L′_i的均值和方差σ_l，作为水位实时数据、小时数据、日数据连续性数据异常判别参数；

3)数据质量参数率定模块将流量实时数据、小时数据、日数据进行提取，分别生成各个时间序列数据Q_ri、Q_hi、Q_di，分别对各流量时间序列数据逐个计算各数据点Q_i与前一数据点Q_i-1所形成的变化率Q′_i，分别估计出此变化率数据序列Q′_i的均值和方差σ_q，作为流量实时数据、小时数据、日数据连续性数据异常判别参数；

4)将以上阈值或异常判别参数更新存入水情水调数据库中；

所述步骤(2)，具体步骤包括：

1)数据质量判别和分析模块从水情水调数据库中读取最小时间步长雨量数据、小时雨量数据、日雨量数据的异常阈值判断参数P_mmax、P_hmax、P_dmax，并从水情水调数据库中读取实时最小时间步长、小时、日雨量数据，对实时雨量数据进行数据质量判别，超过异常阈值判断参数的雨量数据则标识为可疑数据，将可疑数据存入水情水调数据库；

2)数据质量判别和分析模块从水情水调数据库中获取待检水位时间序列数据L_i'以及水位实时数据、小时数据、日数据连续性数据异常判别参数，分别为水位实时数据、小时数据、日数据变化率数据序列的均值和方差σ_l，逐个计算待检水位数据点L_i'与前一待检数据点L_i'-1所形成的水位变化率L′_i'，若即标识水位数据点L_i'为可疑数据，将可疑数据存入水情水调数据库；

3)数据质量判别和分析模块从水情水调数据库中获取待检流量时间序列数据Q_i'以及流量实时数据、小时数据、日数据连续性数据异常判别参数，分别为流量实时、小时、日数据变化率数据序列的均值和方差σ_q，对待检流量时间序列数据Q_i'逐个计算数据点Q_i'与前一数据点Q_i'-1所形成的变化率Q'_i'，若则标识流量数据点Q_i'为可疑数据。