本发明涉及水网系统联网方法。
背景技术：
1、水网系统是以自然河湖为基础、引调排水工程为通道、调蓄工程为结点、智慧调控为手段，集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合体系，是解决水资源空间分布不均、提高受水区水资源保证率、缓解缺水地区水资源供需矛盾、实现水资源合理配置的有效措施，是促进缺水地区经济发展与水资源综合开发利用的重要途径。
2、水网系统具有多层级特性，难以一蹴而就把多层级的水网直接构建好，需要在水网系统大的网络格局下，对更小层级的网络进行联网，进一步提升系统水资源-生态环境-经济社会协同均衡，在联网过程中涉及到子网划分及其特征识别与定量描述，在评价时如何在水网系统全局水资源-生态环境-经济社会均衡评价模型上考虑各子网的多维属性特征，明确其自身水平衡状况，以指导联网时不同子网间的优势互补，如何界定可联网的范围以兼顾联网的成本效益，这些问题都是目前已有技术无法回答或解决的。
3、本发明提出水网系统联网方法及系统，解决目前存在的上述问题，在水网系统整体格局下实现子网之间的优势互补，提出统筹水网系统整体效益与子网局部效益、兼顾联网成本与综合效益关系的水网系统联网方案。
技术实现思路
1、发明目的：提供一种水网系统联网方法，以解决现有技术存在的上述问题。另一方面提供一种水网系统联网系统。
2、技术方案：水网系统联网方法，包括如下步骤：
3、步骤s1、收集研究区数字高程栅格数据，识别研究区内河流，将研究区划分为若干个子流域，计算各子流域之间的相似度，将相似子流域归为同一子网，并将研究区划分为若干个子网；
4、步骤s2、分别构建各子网评价模型并优化模型参数和超参数，分别计算各子网内各子流域的水资源供给、水灾害保安和水生态健康的特征值并输入对应的子网评价模型，得到各子网水资源-生态环境-经济社会协同状态综合评价结果；
5、步骤s3、对各子网的特征值和评价指标值排序，基于子网排序构建可行联网方案集，构建互补性指标，计算各子网之间的匹配程度并设定匹配阈值，得到匹配联网方案集并计算每个匹配联网方案的工程建设成本，构建优化调度模型，计算得到每个联网方案的最优调度模式及其对应的子网联网效益；
6、步骤s4、设定联网成本范围，基于联网方案的子网联网效益和联网成本确定联网方案并输入预构建的水网系统优化联网决策模型，计算得到最优方案，即水网系统联网方案。
7、根据本技术的一个方面，所述步骤s1进一步为：
8、步骤s11、收集研究区数字高程栅格数据，识别研究区内河流，识别栅格异常点，将研究区划分为n个子流域，n为正整数；
9、步骤s12、分别计算每个子流域的水资源供给、水灾害保安和水生态健康指标值，基于子流域的指标值计算各子流域之间的相似度，将相似的子流域归类为一个子网中，得到m个子网，即将研究区划分为m个子网，m为正整数。
10、根据本技术的一个方面，所述步骤s11进一步为：
11、步骤s11a、读取研究区的数字高程栅格数据，构建监测窗口，监测得到相邻窗口高程高低关系，得到最速下降向量，确定每个栅格的下降方向，即水流方向；
12、步骤s11b、每个栅格沿其下降方向将向量延长，直至与河流交汇，则该栅格隶属于与其交汇的第一条河流，得到n个子流域，n为正整数；
13、步骤s11c、扫描所有栅格，将与周围所有栅格都不同属于同一河流的栅格识别为异常栅格，分别计算异常栅格和其周边8个栅格的下降梯度，下降梯度最大的栅格所隶属的河流即为该异常栅格隶属的河流；
14、步骤s11d、将研究区分为n个子流域。
15、根据本技术的一个方面，所述步骤s12进一步为：
16、步骤s12a、分别设定水资源供给a个指标、水灾害保安b个指标和水生态健康c个指标，依次计算所有子流域的所有指标值，基于指标值将各子流域投影为a+b+c维空间的一个点坐标，分别计算各点之间的欧式距离，识别出相似子流域归为同一类，a、b、c为正整数；
17、步骤s12b、对同一类的所有相似子流域，分别提取各自从最下游到最上游的栅格，基于各子流域内栅格之间的距离计算两子流域之间的路径相似度，将相似的子流域归类为一个子网中，得到m个子网，即将研究区划分为m个子网，m为正整数。
18、根据本技术的一个方面，所述步骤s2进一步为：
19、步骤s21、构建基于双重dqn优化的深度强化学习模型；
20、步骤s22、基于各子网内子流域的河流长度和流量对每个子流域赋权，计算得到各子网的a个水资源供给、b个水灾害保安和c个水生态健康的特征值；
21、步骤s23、基于子网特征数据，训练深度强化学习模型，构建各子网的a+b+c个特征值与该子网评价指标权重的映射关系，优化深度强化学习模型的参数和超参数；
22、步骤s24、提取各子网的a个水资源供给、b个水灾害保安和c个水生态健康的特征值分别输入优化后的深度强化学习模型获得该子网评价指标权重，用以配置各自的子网水资源-生态环境-经济社会协同状态评价模型参数，并提取并输入各子网评价指标值得到各子网状态综合评价结果。
23、根据本技术的一个方面，所述步骤s23进一步为：
24、步骤s23a、对现有的子网，基于其a+b+c个特征值采用专家打分法确定该子网各个评价指标权重；
25、步骤s23b、训练深度强化学习模型，建立各子网的a+b+c个特征值与该子网评价指标权重的映射关系；
26、步骤s23c、以深度强化学习模型模拟结果与专家打分结果累计误差最小为目标函数，构建模型的参数和超参数优化模型，求解模型获得最优参数和超参数方案。
27、根据本技术的一个方面，所述步骤s3进一步为：
28、步骤s31、分别对各子网的特征值和评价指标值进行正反向排序，得到每个子网的属性正向和逆向排序，依次对每个子网正向排序筛选出其它子网的逆向排序与所选子网正向排序属性一致的作为联网方案，得到可行联网方案集；
29、步骤s32、对每个可行联网方案，构建互补性指标，计算可行联网方案中所有子网的匹配程度，并设定匹配度阈值，依次计算所有可行联网方案中每个子网之间的匹配程度，将匹配程度大于匹配度阈值的可行联网方案提取出来得到匹配联网方案集；
30、步骤s33、计算每个匹配联网方案的工程建设成本，将匹配联网方案输入预构建的优化调度模型，计算得到每个联网方案对应的最优调度模式与子网联网效益，并按最优调度模式计算调度成本。
31、根据本技术的一个方面，所述步骤s33进一步为：
32、步骤s33a、构建优化调度模型；
33、步骤s33b、计算匹配联网方案集中的每一个联网方案的工程成本；
34、步骤s33c、将匹配联网方案输入优化调度模型，得到最优调度模式，按最优调度模式计算每个匹配联网方案的调度成本，同时计算各个联网方案优化调度后的子网联网效益，得到各个子网综合评价的提升值。
35、根据本技术的一个方面，所述步骤s4进一步为：
36、步骤s41、基于联网工程建设成本和调度成本计算联网总成本，以联网总成本为约束条件，从匹配联网方案集中确定可联网方案集；
37、步骤s42、构建水网系统优化联网决策模型，目标函数为：水网系统联网收益效率最大，水网系统联网收益效率以联网收益随联网成本增长曲线的切线斜率计算；
38、步骤s43、将联网方案集中的联网方案分别输入水网系统优化联网决策模型，进行决策优选，得到最优方案作为水网系统联网方案。
39、根据本技术的另一个方面，提供一种水网系统联网系统，包括：
40、至少一个处理器；以及
41、与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
42、所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述任一项技术方案所述的水网系统联网方法。
43、有益效果：采用水网系统联网方法，能够统筹水网系统整体效益与子网局部效益、兼顾联网成本与综合效益关系。
1.水网系统联网方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s1进一步为：
3.如权利要求2所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s11进一步为：
4.如权利要求2所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s12进一步为：
5.如权利要求1所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s2进一步为：
6.如权利要求5所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s23进一步为：
7.如权利要求1所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s3进一步为：
8.如权利要求7所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s33进一步为：
9.如权利要求1所述的水网系统联网方法，其特征在于，所述步骤s4进一步为：
10. 一种水网系统联网系统，其特征在于，包括：
