所屬的技術(shù)人員能夠理解，本公開的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此，本公開的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件實(shí)施例、完全的軟件實(shí)施例（包括固件、微代碼等），或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施例，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。下面參照?qǐng)D5來描述根據(jù)本公開的這種實(shí)施例的電子設(shè)備500。圖5所示的電子設(shè)備500僅僅是一個(gè)示例，不應(yīng)對(duì)本公開實(shí)施例的功能和使用范圍帶來任何限制。如圖5所示，電子設(shè)備500以通用計(jì)算設(shè)備的形式表現(xiàn)。電子設(shè)備500的組件可以包括但不限于：上述至少一個(gè)處理單元510、上述至少一個(gè)存儲(chǔ)單元520、連接不同系統(tǒng)組件（包括存儲(chǔ)單元520和處理單元510）的總線530、顯示單元540。其中，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有程序代碼，程序代碼可以被處理單元510執(zhí)行，使得處理單元510執(zhí)行本說明書上述“示例性方法”部分中描述的根據(jù)本公開各種示例性實(shí)施例的步驟。例如，處理單元510可以執(zhí)行如圖2中所示的步驟s210，獲取歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)；步驟s220，基于水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)確定水文特征數(shù)據(jù)，并確定水文特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)；步驟s230，基于水文特征數(shù)據(jù)和水文生態(tài)狀態(tài)構(gòu)建關(guān)于時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型；步驟s240，將當(dāng)前水文生態(tài)數(shù)據(jù)作為動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型的輸入，對(duì)目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。存儲(chǔ)單元520可以包括易失性存儲(chǔ)單元形式的可讀介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元（ram）521和/或高速緩存存儲(chǔ)單元522，還可以進(jìn)一步包括只讀存儲(chǔ)單元（rom）523。存儲(chǔ)單元520還可以包括具有一組（至少一個(gè)）程序模塊525的程序/實(shí)用工具524，這樣的程序模塊525包括但不限于：操作系統(tǒng)、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個(gè)或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)。總線530可以為表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲(chǔ)單元總線或者存儲(chǔ)單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任意總線結(jié)構(gòu)的局域總線。電子設(shè)備500也可以與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備570（例如鍵盤、指向設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備等）通信，還可與一個(gè)或者多個(gè)使得用戶能與該電子設(shè)備500交互的設(shè)備通信，和/或與使得該電子設(shè)備500能與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備（例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等等）通信。這種通信可以通過輸入/輸出（i/o）接口550進(jìn)行。并且，電子設(shè)備500還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器560與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)（例如局域網(wǎng)（lan），廣域網(wǎng)（wan）和/或公共網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng)）通信。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)適配器560通過總線530與電子設(shè)備500的其他模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白，盡管圖中未示出，可以結(jié)合電子設(shè)備500使用其他硬件和/或軟件模塊，包括但不限于：微代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動(dòng)陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動(dòng)器以及數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)系統(tǒng)等。通過以上的實(shí)施例的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解，這里描述的示例實(shí)施例可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件結(jié)合必要的硬件的方式來實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)本公開實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)（可以是cd-rom，u盤，移動(dòng)硬盤等）中或網(wǎng)絡(luò)上，包括若干指令以使得一臺(tái)計(jì)算設(shè)備（可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、終端裝置，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行根據(jù)本公開實(shí)施例的方法。在本公開的示例性實(shí)施例中，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有能夠?qū)崿F(xiàn)本說明書上述方法的程序產(chǎn)品。在一些可能的實(shí)施例中，本公開的各個(gè)方面還可以實(shí)現(xiàn)為一種程序產(chǎn)品的形式，其包括程序代碼，當(dāng)程序產(chǎn)品在終端設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，程序代碼用于使終端設(shè)備執(zhí)行本說明書上述“示例性方法”部分中描述的根據(jù)本公開各種示例性實(shí)施例的步驟。參考圖6所示，描述了根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)上述水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法的程序產(chǎn)品600，其可以采用便攜式緊湊盤只讀存儲(chǔ)器（cd-rom）并包括程序代碼，并可以在終端設(shè)備，例如個(gè)人電腦上運(yùn)行。然而，本公開的程序產(chǎn)品不限于此，在本文件中，可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。程序產(chǎn)品可以采用一個(gè)或多個(gè)可讀介質(zhì)的任意組合?？勺x介質(zhì)可以是可讀信號(hào)介質(zhì)或者可讀存儲(chǔ)介質(zhì)?？勺x存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以為但不限于電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合?？勺x存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子（非窮舉的列表）包括：具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（rom）、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器（eprom或閃存）、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲(chǔ)器（cd-rom）、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合?？勺x信號(hào)介質(zhì)還可以是可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何可讀介質(zhì)，該可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序?？勺x介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括但不限于無線、有線、光纜、電磁波等等，或者上述的任意合適的組合。可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語言的任意組合來編寫用于執(zhí)行本公開操作的程序代碼，程序設(shè)計(jì)語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言—諸如java、c++等，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語言—諸如“c”語言或類似的程序設(shè)計(jì)語言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、部分地在用戶設(shè)備上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算設(shè)備上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)（lan）或廣域網(wǎng)（wan），連接到用戶計(jì)算設(shè)備，或者，可以連接到外部計(jì)算設(shè)備（例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接）。此外，上述附圖僅是根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的方法所包括的處理的示意性說明，而不是限制目的。易于理解，上述附圖所示的處理并不表明或限制這些處理的時(shí)間順序。另外，也易于理解，這些處理可以是例如在多個(gè)模塊中同步或異步執(zhí)行的。通過以上的實(shí)施例的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解，這里描述的示例實(shí)施例可以通過軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過軟件結(jié)合必要的硬件的方式來實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)本公開實(shí)施例的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)（可以是cd-rom，u盤，移動(dòng)硬盤等）中或網(wǎng)絡(luò)上，包括若干指令以使得一臺(tái)計(jì)算設(shè)備（可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、觸控終端、或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行根據(jù)本公開實(shí)施例的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本公開的其他實(shí)施例。本技術(shù)旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本公開的真正范圍和精神由權(quán)利要求指出。應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本公開的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。

背景技術(shù)：

1、水文生態(tài)變化是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的自然過程，其變化規(guī)律往往受多種因素的影響，如氣候、地形、地質(zhì)、土壤和人類活動(dòng)等，由于這些因素的交織影響和潛在的不可預(yù)見性，給水文生態(tài)的高精度預(yù)測(cè)帶來一定的挑戰(zhàn)。

2、相關(guān)技術(shù)中，通常通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，提取出水文生態(tài)變化的規(guī)律，并用該規(guī)律對(duì)未來的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)效率較差。且預(yù)測(cè)效果高度受限于歷史數(shù)據(jù)的連續(xù)性和代表性，由于自然界的非線性特性及未來環(huán)境條件的不確定性，僅依據(jù)過往趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，往往難以準(zhǔn)確把握水文生態(tài)的演變趨勢(shì)，導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度欠佳。

3、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例的目的在于提供一種水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法、水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)而至少在一定程度上克服相關(guān)水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)技術(shù)中預(yù)測(cè)效率和精度不足的問題。

2、本公開的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本公開的實(shí)踐而習(xí)得。

3、根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供了一種水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法，包括：獲取歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)；基于所述水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)確定水文特征數(shù)據(jù)，并確定所述水文特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)；基于所述水文特征數(shù)據(jù)和所述水文生態(tài)狀態(tài)構(gòu)建關(guān)于時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型；將當(dāng)前水文生態(tài)數(shù)據(jù)作為所述動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型的輸入，對(duì)目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

4、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，所述對(duì)所述歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)，包括：對(duì)所述歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值檢測(cè)與異常值檢測(cè)，以確定所述歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)中的缺失值和異常值；采用均值插補(bǔ)方法對(duì)所述缺失值進(jìn)行填充，同時(shí)對(duì)所述異常值進(jìn)行剔除，得到水文生態(tài)初篩數(shù)據(jù)；對(duì)所述水文生態(tài)初篩數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和歸一化處理，得到所述水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)。

5、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，所述基于所述水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)確定水文特征數(shù)據(jù)，并確定所述水文特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)，包括：基于所述水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)確定水文特征數(shù)據(jù)，所述水文特征數(shù)據(jù)包括植被特征數(shù)據(jù)、徑流量特征數(shù)據(jù)、土壤濕度特征數(shù)據(jù)、地形特征數(shù)據(jù)及氣候特征數(shù)據(jù)中的一種或多種數(shù)據(jù)；基于預(yù)設(shè)的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，確定所述水文特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)。

6、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，所述基于所述水文特征數(shù)據(jù)和所述水文生態(tài)狀態(tài)構(gòu)建關(guān)于時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型，包括：基于所述水文生態(tài)狀態(tài)，構(gòu)建關(guān)于所述水文特征數(shù)據(jù)和時(shí)間序列的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣；基于所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣構(gòu)建動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型，并將所述動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型作為所述水文生態(tài)預(yù)測(cè)模型。

7、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，所述基于所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣構(gòu)建動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型，包括：確定初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，并基于最大化似然函數(shù)對(duì)所述初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣進(jìn)行優(yōu)化；基于優(yōu)化后的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣構(gòu)建動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型，并基于交叉驗(yàn)證方法對(duì)所述動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型的預(yù)測(cè)性能進(jìn)行驗(yàn)證。

8、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法還包括：當(dāng)所述水文特征數(shù)據(jù)為單一變量時(shí)，基于自回歸積分滑動(dòng)平均模型和長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)的組合模型對(duì)目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

9、在本公開的一些示例實(shí)施例中，基于前述方案，所述基于自回歸積分滑動(dòng)平均模型和長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)的組合模型對(duì)目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括：基于自回歸積分滑動(dòng)平均模型對(duì)所述水文生態(tài)狀態(tài)的線性部分進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到線性預(yù)測(cè)結(jié)果和模型殘差序列；將所述模型殘差序列作為長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)的輸入，對(duì)所述水文生態(tài)狀態(tài)的非線性部分進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到非線性預(yù)測(cè)結(jié)果；基于所述線性預(yù)測(cè)結(jié)果和所述非線性預(yù)測(cè)結(jié)果的和值確定目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)。

10、根據(jù)本公開實(shí)施例的第二方面，提供了一種水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)裝置，該裝置包括：數(shù)據(jù)處理模塊，可以用于獲取歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)；狀態(tài)確定模塊，可以用于基于所述水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)確定水文特征數(shù)據(jù)，并確定所述水文特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)；模型構(gòu)建模塊，可以用于基于所述水文特征數(shù)據(jù)和所述水文生態(tài)狀態(tài)構(gòu)建關(guān)于時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型；狀態(tài)預(yù)測(cè)模塊，可以用于將當(dāng)前水文生態(tài)數(shù)據(jù)作為所述動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型的輸入，對(duì)目標(biāo)時(shí)刻的水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

11、根據(jù)本公開實(shí)施例的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器；以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法。

12、根據(jù)本公開實(shí)施例的第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述所述的水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法。

13、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

14、本公開示例實(shí)施例中水文生態(tài)狀態(tài)的預(yù)測(cè)方法，一方面，通過對(duì)歷史水文生態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，可以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，得到更具代表性的水文生態(tài)優(yōu)化數(shù)據(jù)；另一方面，利用動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型對(duì)水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，與傳統(tǒng)的靜態(tài)馬爾科夫模型相比，動(dòng)態(tài)模型能夠根據(jù)時(shí)間序列的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，更好地捕捉到水文生態(tài)隨時(shí)間變化的非平穩(wěn)特性；另一方面，通過將優(yōu)化后的水文特征數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的水文生態(tài)狀態(tài)相結(jié)合，使構(gòu)建的動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型能夠全面考慮多種因素對(duì)水文生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的影響；再一方面，基于動(dòng)態(tài)馬爾科夫鏈模型的高效性，即便在處理大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，也能保持較高的運(yùn)算速度，有助于對(duì)水文生態(tài)狀態(tài)進(jìn)行快速預(yù)測(cè)；進(jìn)而，在一定程度上提高對(duì)水文生態(tài)狀態(tài)預(yù)測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。

15、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。