一种海洋动态演变与ENSO事件关联表达方法及装置

一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法及装置
技术领域
1.本发明涉及地理时空挖掘和海洋空间信息技术领域，尤其涉及一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法及装置。


背景技术：

2.海洋环境要素异常变化指海洋环境要素相对于长时间序列平均状态的变化，比如海洋表面温度月均异常变化，海洋表面盐度季均异常变化等，简称海洋异常变化。海洋异常变化在空间上具有区域聚集特征，在时间上具有产生、发展和消亡的演变特征。enso是全球气候变化的典型信号，也具有产生、发展和消亡的演变特征。enso事件的发生发展影响着海洋异常变化的空间分布及在时间上的演变，反之，海洋异常变化的时空分布及演变特征亦可表征enso事件的类型与强度。
3.现有技术中，由于缺少时空动态关联表达方法的支撑，目前两者之间的关系研究以定性分析为主，难以精细刻画海洋异常变化的演变结构与enso事件的类型、强度等之间的关系。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法及装置，用于解决现有技术中由于缺少时空动态关联表达方法的支撑，目前两者之间的关系研究以定性分析为主，难以精细刻画海洋异常变化的演变结构与enso事件的类型、强度等之间的关系的问题。具体方案如下：
5.一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法，包括：
6.基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括：过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；
7.基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括：事件对象id、事件属性信息和事件时间信息；
8.基于预设的时态拓扑关系判别规则确定所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象的目标时态拓扑关系；
9.基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表达。
10.上述的方法，可选的，基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括：
11.获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象属性信息a1，其中，a1＝{name1，type1，value1}，name1表示所述海洋异常变化过程对象的名称，type1表示所述海洋异常变化过程对象的类型，value1表示所述海洋异常变化过程对象的属性值；
12.获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象空间信息s，其中，s＝{structure，originalplace，evolvingplace，extinctionplace)}，structure表示所述海洋异常变化过
程对象的空间演变结构，originalplace表示所述海洋异常变化过程对象的源地，evolvingplace表示所述海洋异常变化过程对象的演变区域，extinctionplace表示所述海洋异常变化过程对象的消亡地；
13.获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象时间信息t1，其中，t1＝{duration1，starttime1，endtime1，timescale1}，duration1表示所述海洋异常变化过程对象的持续时间，starttime1表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，endtime1表示所述海洋异常变化过程对象的终止时间，timescale1表示所述海洋异常变化过程对象的数据观测尺度；
14.基于所述属性信息a1、所述空间信息s和所述时间信息t1构建预设海洋异常变化过程对象表达式，建立所述海洋异常变化过程对象表达，其中，所述海洋异常变化过程对象表达式为：
15.process object＝{poid，a1，s，t1}其中，process object表示海洋异常变化过程对象表达，poid表示所述过程对象id，用于标识所述海洋异常变化过程对象。
16.上述的方法，可选的，获取所述海洋异常变化过程对象的空间信息s包括：
17.获取所述海洋异常变化过程对象的质心位置，基于核密度分析函数对所述质心位置进行核密度分析，得到核密度空间分布图；
18.基于所述核密度空间分布图确定所述海洋异常变化过程对象的源地、演变区域和消亡地；
19.基于预设的演变结构判别规则，确定所述海洋异常变化过程对象的空间演变结构。
20.上述的方法，可选的，基于预设的演变结构判别规则，确定所述海洋异常变化过程对象的空间演变结构，包括：
21.若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系，则所述空间演变结构为演变结构1；或，
22.若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系和合并关系，则所述空间演变结构为演变结构2；或，
23.若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系和分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构3；或，
24.若所述海洋异常变化过程对象存在发展关系、2个合并关系和2个分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构4；或，
25.若所述海洋异常变化过程对象同时存在发展关系、2个以上合并关系和2个以上分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构5。
26.上述的方法，可选的，基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括：
27.获取所述enso事件的事件属性信息a2，其中，
28.a2＝{name2，type2，intensity2}，name2表示所述enso事件的名称，type2，表示enso事件的类型，intensity2表示enso事件的强度；
29.获取所述enso事件的事件时间信息t2，其中，
30.t2＝{duration2，starttime2，endtime2，timescale2}，duration2表示所述enso事件的持续时间，starttime2表示enso时间的开始时间，endtime2表示enso事件的终止时间，timescale2表示enso事件的观测尺度；
31.基于所述事件属性信息a2和所述事件时间信息t2构建预设enso对象表达式，建立所述enso对象表达，其中，所述预设enso对象表达式为：
32.enso＝{eid，a2，t2}
33.其中，enso为所述enso事件的enso对象表达，eid为所述事件对象id，用于唯一标识enso事件。
34.上述的方法，可选的，基于预设的时态拓扑关系判别规则确定所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象的目标时态拓扑关系，包括：
35.若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的开始时间，不同的结束时间，即(po
st
＝eo
st
)∩(po
et
≠eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为共同发生，其中，po
st
表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，po
et
表示所述海洋异常变化过程对象的结束时间，eo
st
表示所述enso对象的开始时间，eo
et
表示所述enso对象的结束时间；或
36.若所述海洋异常变化过程对象结束时enso对象发生，或所述enso对象时海洋异常变化过程对象发生，即(po
st
＝eo
et
)∪(po
et
＝eo
st
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为相继发生；或，
37.若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的开始时间和相同的结束时间，即(po
st
＝eo
st
)∩(po
et
＝eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为相同发生；或，
38.若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的结束时间，不同的开始时间，即(po
st
≠eo
st
)∩(po
et
＝eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为共同结束；或，
39.若所述海洋异常变化过程对象的开始时间晚于所述enso对象的开始时间，且所述海洋异常变化过程对象的结束时间早于所述enso对象的结束时间，或所述海洋异常变化过程对象的开始时间早于所述enso对象的开始时间，且所述海洋异常变化过程对象的结束时间晚于所述enso对象的结束时间，即((po
st
＜eo
st
)∩(po
et
＞eo
et
))∪((po
st
＞eo
st
)∩(po
et
＜eo
et
))，则两者之间的目标时态拓扑关系为包含关系；或，
40.若所述海洋异常变化过程对象的开始时间晚于所述enso对象的开始时间，且早于所述enso对象的结束时间，或所述海洋异常变化过程对象的结束时间早于所述enso对象的开始时间，且晚于所述enso对象的结束时间，即((po
st
＜eo
st
)∩(po
st
＞eo
et
))∪((po
et
＜eo
st
)∩(po
et
＞eo
et
))，则两者之间的目标时态拓扑关系为重叠关系；或，
41.若所述海洋异常变化过程对象结束后t个单位时间内，所述enso对象发生，或所述enso对象结束后t个单位时间内所述海洋异常变化过程对象发生，即(po
st
≤eo
et
t)∪(po
et
≥eo
et
t)，则两者之间的目标时态拓扑关系为先后发生(t)。
42.上述的方法，可选的，基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表达，包括：
43.基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表，其中，所述关联表包括：所述海洋异常变化过程对象id、所述enso对象id、所述目标时态拓扑关系和所述目标时态拓扑关系id；
44.基于所述海洋过程id链接所述海洋异常变化过程对象，基于所述enso对象链接所述enso对象。
45.一种海洋动态演变与enso事件关联表达装置，包括：
46.第一建立模块，用于基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，
包括：过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；
47.第二建立模块，用于基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括：事件对象id、事件属性信息和事件时间信息；
48.确定模块，用于基于预设的时态拓扑关系判别规则确定所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象的目标时态拓扑关系；
49.第三建立模块，用于基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表达。
50.上述的装置，可选的，所述第一建立模块包括：
51.第一获取单元，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象属性信息a1，其中，a1＝{name1，type1，value1}，name1表示所述海洋异常变化过程对象的名称，type1表示所述海洋异常变化过程对象的类型，value1表示所述海洋异常变化过程对象的属性值；
52.第二获取单元，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象空间信息s，其中，
53.s＝{structure，originalplace，evolvingplace，extinctionplace)}，structure表示所述海洋异常变化过程对象的空间演变结构，originalplace表示所述海洋异常变化过程对象的源地，evolvingplace表示所述海洋异常变化过程对象的演变区域，extinctionplace表示所述海洋异常变化过程对象的消亡地；
54.第三获取单元，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象时间信息t1，其中，t1＝{duration1，starttime1，endtime1，timescale1}，duration1表示所述海洋异常变化过程对象的持续时间，starttime1表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，endtime1表示所述海洋异常变化过程对象的终止时间，timescale1表示所述海洋异常变化过程对象的数据观测尺度；
55.第一建立单元，用于基于所述属性信息a1、所述空间信息s和所述时间信息t1构建预设海洋异常变化过程对象表达式，建立所述海洋异常变化过程对象表达，其中，所述海洋异常变化过程对象表达式为：
56.process object＝{poid，a1，s，t1}
57.其中，process object表示海洋异常变化过程对象表达，poid表示所述过程对象id，用于标识所述海洋异常变化过程对象。
58.上述的装置，可选的，所述第二建立模块包括：
59.第四获取单元，用于获取所述enso事件的事件属性信息a2，其中，a2＝{name2，type2，intensity2}，name2表示所述enso事件的名称，type2，表示enso事件的类型，intensity2表示enso事件的强度；
60.第五获取单元，用于获取所述enso事件的事件时间信息t2，其中，t2＝{duration2，starttime2，endtime2，timescale2}，duration2表示所述enso事件的持续时间，starttime2表示enso时间的开始时间，endtime2表示enso事件的终止时间，timescale2表示enso事件的观测尺度；
61.第二建立单元，用于基于所述属性信息a2和所述时间信息t2构建预设enso对象表达式，建立所述enso对象表达，其中，所述预设enso对象表达式为：
62.enso＝{eid，a2，t2}
63.其中，enso为所述enso事件的enso对象表达，eid为所述事件对象id，用于唯一标识enso事件。
64.与现有技术相比，本发明包括以下优点：
65.本发明公开了一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法及装置，基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括事件对象id、事件属性信息和事件时间信息；基于预设的时态拓扑关系判别规则建立海洋异常变化过程对象与enso对象的目标时态拓扑关系；基于目标时态拓扑关系建立海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达。上述过程，基于目标时态拓扑关系建立了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达，实现了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联。
附图说明
66.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
67.图1为本技术实施例公开的一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法流程图；
68.图2为本技术实施例公开的一种海洋异常变化过程对象演变关系示意图；
69.图3为本技术实施例公开的一种海洋异常变化过程对象演变结构示意图；
70.图4为本技术实施例公开的一种海洋异常变化过程对象与enso对象时态拓扑关系示意图；
71.图5为本技术实施例公开的一种海洋异常变化过程对象与enso对象关联表达示意图；
72.图6为本技术实施例公开的一种海洋动态演变与enso事件关联表达装置结构框图。
具体实施方式
73.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
74.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
75.本发明公开了一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法及装置，应用于对海洋动态演变与enso事件进行关联过程中，海洋异常变化是全球气候变化的重要组成部分，
enso是全球气候变化的典型信号。enso事件的发生发展影响着海洋异常变化的空间分布及在时间上的演变，反之，海洋异常变化的时空分布及演变特征亦可表征enso事件的类型与强度。已有研究表面，海洋表面温度异常变化发生的源地、合并、分裂发生区域和消亡地的时空结构与enso事件类型(cp型enso、ep型enso)密切相关；海洋表面温度异常变化的合并、分裂等行为与enso事件的增强和减弱密切相关。因此，海洋异常变化的时空演变特征为开展enso事件的识别、预测等方面的研究提供了新的思路。
76.海洋异常变化在空间上具有区域聚集特征，在时间上空间结构和属性具有生消演变的过程特性，形式化表达如式(1)所示。海洋异常变化由空间(s1)、属性(a1)和时间(t1)三要素组成，空间表达海洋异常变化的空间结构s，空间结构随时间发生变化，是时间的函数；属性表达海洋异常变化的属性特征a，属性特征随时间发生变化，是时间的函数；时间是海洋异常变化的持续时间，采用开始时间t
s1
和结束时间t
e1
表达。
77.mav＝f(s1，a1，t1)
78.s1＝f(s，t)t∈t1
79.a1＝f(a，t)t∈t1
80.t1＝[t
s1
：t
e1
]
ꢀꢀ
(1)
[0081]
enso事件定义为enso指数连续5个月及以上大于特定阈值的指数序列，形式化表达如式(2)所示。enso事件由enso指数(i)和时间(t2)两个要素组成，enso指数表达enso事件的强度i，随时间发生变化，是时间的函数；时间表达enso事件的开始时间t
s2
和结束时间t
e2
。
[0082]
enso＝f(i，t2)
[0083]
i＝f(i，t)t∈t2
[0084]
t2＝[t
s2
：t
e2
]
ꢀꢀ
(2)
[0085]
式(2)表明enso事件不具有空间信息，但海洋异常变化的空间信息对enso事件强度的变化和类型的识别至关重要，且enso事件和海洋异常变化的持续时间一般不一致，因此，海洋异常变化与enso事件的时空关联表达存在挑战。
[0086]
enso事件与海洋异常变化具有耦合关联特征。早期主要利用海洋环境要素的时空特征，用于识别和分析enso事件，比如，利用el nino1～4区的月均海洋表面温度距平值是否高于/低于0.5
°
/-0.5
°
来判别e1 nino事件/la nina事件是否发生，并利用距平值优先发生的区域(el nino1～4区)近一步识别enso事件类型：ep型或cp型。随着对enso事件的深入研究发现，利用相对固定空间区域的海洋异常变化信息，难以精确识别enso事件类型和enso机理研究，需要利用海洋异常变化的时空动态信息，比如：利用海洋表面温度异常变化值在el nino区出现的先后顺序，重新定义enso事件指数；利用海洋表面温度异常变化的空间移动特征开展enso事件类型的识别等。
[0087]
目前基于卫星遥感数据和地理大数据挖掘技术，获取了全球尺度的大量的海洋异常变化信息，且利用海洋异常变化的时空动态信息开展enso事件研究也具有巨大的应用潜力。然而，海洋异常变化与enso事件在时空维度上和发生时间的尺度上都存在差异，为开展两者之间的关联模式研究带来了挑战。
[0088]
海洋异常变化具有时空三维特征(空间、时间、属性)：随时间变化的空间结构和属性特征；enso事件是二维变化特征(属性、时间)：随时间变化的enso强度。尽管enso事件不
具有空间信息，但海洋异常变化的空间结构及其演变特征对enso事件至关重要。同时，在时间尺度上，enso事件与海洋异常变化具有不同的生命周期(持续时间范围)，且发生时间也不同步。因此，海洋异常变化与enso事件之间的关联表达需要解决以下两点问题：1)在时间维度上，如何建立enso事件与海洋异常变化的关联表达，解决两者之间在时间上的不同步问题；2)如何建立enso事件类型与海洋异常变化动态演变的关联表达，刻画不同enso事件类型下的海洋异常变化时空演变结构。
[0089]
现有技术中，海洋环境要素异常变化指海洋环境要素相对于长时间序列平均状态的变化，比如海洋表面温度月均异常变化，海洋表面盐度季均异常变化等，简称海洋异常变化。海洋异常变化在空间上具有区域聚集特征，在时间上具有产生、发展和消亡的演变特征。enso是全球气候变化的典型信号，也具有产生、发展和消亡的演变特征。enso事件的发生发展影响着海洋异常变化的空间分布及在时间上的演变，反之，海洋异常变化的时空分布及演变特征亦可表征enso事件的类型与强度。由于缺少时空动态关联表达方法的支撑，目前两者之间的关系研究以定性分析为主，难以精细刻画海洋异常变化的演变结构与enso事件的类型、强度等之间的关系。基于上述问题，本发明提供了一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法，所述方法的执行流程如图1所示，包括步骤：
[0090]
s101、基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括：过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；
[0091]
本发明实施例中，采用面向对象技术，把海洋异常变化的空间结构和属性特征的产生、发展、消亡的完整生命周期过程(式(1))抽象为时空对象，称之为海洋异常变化过程对象。海洋异常变化过程对象包括数据观测尺度的空间对象和数据观测尺度前后时刻空间对象的演变关系。
[0092]
在前后时刻的数据观测尺度上，海洋空间对象之间存在发展、合并、分裂、分裂合并四种演变关系，称之为海洋对象演变关系。四种演变关系的示意图如图2所示。
[0093]
进一步的，获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象属性信息a1，其中，a1＝{name1，type1，value1}，name1表示所述海洋异常变化过程对象的名称，type1表示所述海洋异常变化过程对象的类型，value1表示海洋异常变化过程对象的属性值；
[0094]
针对所述属性信息a1，所述名称name1，依据海洋环境要素 序号的自动命名方式，比如基于海洋表面温度的过程对象名称为sst过程对象1，sst过程对象2，以此类推，所述类型type1，利用数字0和1表示，0代表过程对象的属性值高于平均值的过程对象，1代表过程对象的属性值低于平均值的过程对象，所述属性值value1，通过计算隶属于该过程对象的所有状态对象属性值的平均值获取。
[0095]
获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象空间信息s，其中，s＝{structure，originalplace，evolvingplace，extinctionplace)}，structure表示所述海洋异常变化过程对象的空间演变结构，originalplace表示所述海洋异常变化过程对象的源地，evolvingplace表示所述海洋异常变化过程对象的演变区域，extinctionplace表示所述海洋异常变化过程对象的消亡地；
[0096]
针对所述过程对象空间信息s，从所述海洋异常变化过程对象中获取源地/演变区域/消亡地。具体为：1)获取海洋异常变化过程对象开始时刻对应的海洋空间对象的质心位置(originalcentroids)/海洋异常变化过程对象发生演变行为(合并、分裂、分裂合并)时
刻对应的海洋空间对象的质心位置(evolvingcentroids)/海洋异常变化过程对象消亡时刻对应的海洋空间对象的质心位置(extinctioncenroids)；2)利用核密度分析函数，对质心位置(originalcentroids/evolvingcentroids/extinctioncenroids)进行核密度分析，获取核密度空间分布图；
[0097]
本发明实施例中，所述核密度分析函数是空间分析函数，其原理是质心位置的核密度值最大，随着与质心位置距离的增大，空间核密度值逐渐减小。最终的空间核密度值是所有质心位置的核密度值在空间位置的之和，其对应的核密度空间分布图为质心位置的核密度空间分布图。
[0098]
空间核密度分析的计算函数为：kerneldensity(input_pointfeatures,input search_radius,output raster,output cellsize)。
[0099]
本发明实施例中，针对所述核密度空间分布图共有源地核密度空间分布图、演变区域核密度空间分布图和消亡地空间分布核密度分布图。
[0100]
进一步的，在对应的核密度分布图中获取高核密度区域，分别定义为海洋异常变化过程对象的源地、演变区域和消亡地。具体的定义过程如下：通常根据经验分析设置阈值从核密度分布图中获取高密度区域，从而获取异常变化过程的源地、演变区域和消亡地。高密度区域是核密度空间分布图中核密度值较大的区域，优选的，所述阈值设置为0.07。
[0101]
最后，从海洋异常变化过程对象中获取时空演变结构。具体为：1)根据海洋异常变化过程对象的发展、合并、分裂、分裂-合并的关系和关系发生次数，定义5种演变结构类型。演变结构采用过程对象产生时刻的空间位置、演变关系发生的空间位置和消亡时刻发生的空间位置进行表达，演变结构类型示意图如图3所示；2)根据海洋异常变化的演变关系类型和次数，建立海洋异常变化过程对象预设的演变结构判别原则；3)根据所述预设演变结构判别规则，获取所述海洋异常变化过程对象空间演变结构。
[0102]
其中，所述预设演变结构判别规则如下：
[0103]
若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系，则所述空间演变结构为演变结构1；或，
[0104]
若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系和合并关系，则所述空间演变结构为演变结构2；或，
[0105]
若所述海洋异常变化过程对象只存在发展关系和分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构3；或，
[0106]
若所述海洋异常变化过程对象存在发展关系、2个合并关系和2个分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构4；或，
[0107]
若所述海洋异常变化过程对象同时存在发展关系、2个以上合并关系和2个以上分裂关系，则所述空间演变结构为演变结构5。
[0108]
获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象时间信息t1，其中，t1＝{duration1，starttime1，endtime1，timescale1}，duration1表示所述海洋异常变化过程对象的持续时间，starttime1表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，endtime表示所述海洋异常变化过程对象的终止时间，timescale1表示所述海洋异常变化过程对象的数据观测尺度；
[0109]
基于所述过程对象属性信息a1、所述过程对象空间信息s和所述过程对象时间信息t1构建预设海洋异常变化过程对象表达式，建立所述海洋异常变化过程对象表达，其中，
所述海洋异常变化过程对象表达式为：
[0110]
process object＝{poid，a1，s，t1}(3)
[0111]
其中，process object表示海洋异常变化过程对象表达，poid表示所述过程对象id，用于标识所述海洋异常变化过程对象。
[0112]
s102、基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括事件对象id、事件属性信息和事件时间信息；
[0113]
本发明实施例中，获取所述enso事件的事件属性信息a2，其中，a2＝{name2，type2，intensity2}，name2表示所述enso事件的名称，type2，表示enso事件的类型，intensity2表示enso事件的强度
[0114]
针对所述事件属性信息a2，所述名称name2可以基于经验或者具体情况进行设定，本发明实施例中不进行具体限定，针对所述类型type2，和所述强度intensity2综合现有文献获取相关经验值。
[0115]
获取所述enso事件的事件时间信息t2，其中，
[0116]
t2＝{duration2，starttime2，endtime2，timescale2}，duration2表示所述enso事件的持续时间，starttime2表示enso时间的开始时间，endtime2表示enso事件的终止时间，timescale2表示enso事件的观测尺度。
[0117]
针对所述事件时间信息t2，根据所述enso事件定义，满足所述enso事件对应的第一个月份为enso事件的开始时间starttime2，最后一个月份为终止时间endtime2，两者之差为持续时间duration2，enso事件尺度timescale2：月。
[0118]
基于所述事件属性信息a2和所述事件时间信息t2构建预设enso事件对象表达式，建立所述enso事件对象表达，其中，所述预设enso对象表达式为：
[0119]
enso＝{eid，a2，t2}
ꢀꢀ
(4)
[0120]
其中，enso为所述enso事件的enso对象表达，eid为所述事件对象id，用于唯一标识enso事件。
[0121]
s103、基于预设的时态拓扑关系判别规则确定所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象的目标时态拓扑关系；
[0122]
本发明实施例中，利用allen’s的13种时态关系(包含/被包含：during and its inverse；开始于/被开始于：starts and its inverse；结束于/被结束于：finsishes and its inverse；前/后：before and its inverse；重叠/被重叠：overlap and its inverse：相接/相接于：meets and its inverse；equal：相同)，计算海洋异常变化过程对象和enso对象时态拓扑关系，建立两者之间的关联表达。具体步骤为：1)根据allen’s的时态关系，定义7种海洋异常变化过程对象和enso对象时态拓扑关系，分别为：共同发生、相继发生、共同结束、包含、重叠、先后发生(t)。时态拓扑关系示意图如图4所示。
[0123]
设计海洋异常变化过程对象与enso对象预设的时态拓扑关系判别规则，获取海洋异常变化过程对象和enso对象的开始时间和结束时间，计算两者之间的时态拓扑关系。海洋异常变化过程对象的开始时间和结束时间记为：post和poet；enso对象的开始时间和结束时间记为：eost和eoet，所述预设的时态拓扑关系判别规则如下：
[0124]
若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的开始时间，不同的结束时间，即(po
st
＝eo
st
)∩(po
et
≠eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为共同发生，其中，
po
st
表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，po
et
表示所述海洋异常变化过程对象的结束时间，eo
st
表示所述enso对象的开始时间，eo
et
表示所述enso对象的结束时间；或
[0125]
若所述海洋异常变化过程对象结束时enso对象发生，或所述enso对象时海洋异常变化过程对象发生，即(po
st
＝eo
et
)∪(po
et
＝eo
st
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为相继发生；或，
[0126]
若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的开始时间和相同的结束时间，即(po
st
＝eo
st
)∩(po
et
＝eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为相同发生；或，
[0127]
若所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象具有相同的结束时间，不同的开始时间，即(po
st
≠eo
st
)∩(po
et
＝eo
et
)，则两者之间的目标时态拓扑关系为共同结束；或，
[0128]
若所述海洋异常变化过程对象的开始时间晚于所述enso对象的开始时间，且所述海洋异常变化过程对象的结束时间早于所述enso对象的结束时间，或所述海洋异常变化过程对象的开始时间早于所述enso对象的开始时间，且所述海洋异常变化过程对象的结束时间晚于所述enso对象的结束时间，即((po
st
＜eo
st
)∩(po
et
＞eo
et
))∪((po
st
＞eo
st
)∩(po
et
＜eo
et
))，则两者之间的目标时态拓扑关系为包含关系；或，
[0129]
若所述海洋异常变化过程对象的开始时间晚于所述enso对象的开始时间，且早于所述enso对象的结束时间，或所述海洋异常变化过程对象的结束时间早于所述enso对象的开始时间，且晚于所述enso对象的结束时间，即((po
st
＜eo
st
)∩(po
st
＞eo
et
))∪((po
et
＜eo
st
)∩(po
et
＞eo
et
))，则两者之间的目标时态拓扑关系为重叠关系；或，
[0130]
若所述海洋异常变化过程对象结束后t个单位时间内，所述enso对象发生，或所述enso对象结束后t个单位时间内所述海洋异常变化过程对象发生，即(po
st
≤eo
et
t)∪(po
et
≥eo
et
t)，则两者之间的目标时态拓扑关系为先后发生(t)。
[0131]
s104、基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表达。
[0132]
本发明实施例中，利用所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象之间的目标时态拓扑关系，建立两者之间的关联表达，表达示意图如图5所示。海洋异常变化过程对象表包括：
[0133]
poid：string；process type：string；attribute value：double；starttime：date；endttime：date；duration：double；timescale：double；evolvingstructure：int；orginalplace：shp；evolvingplace：shp；extinctionplace：shp。
[0134]
enso对象表包括：
[0135]
eid：string；ensotype：int；intensity value：double；starttime：date，endttime：date；duration：double；timescale：double。
[0136]
海洋异常变化过程对象与enso对象关联表包括：
[0137]
relationshipid：string；poid：string；eid：string；relationship：string。
[0138]
海洋异常变化过程对象与enso对象关联表主要存储两者之间的拓扑关系，过程对象id负责链接海洋异常变化过程对象表，enso对象id负责链接enso对象表。
[0139]
本发明公开了一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法，基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括事件
对象id、事件属性信息和事件时间信息；基于预设的时态拓扑关系判别规则建立海洋异常变化过程对象与enso对象的目标时态拓扑关系；基于目标时态拓扑关系建立海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达。上述过程，基于目标时态拓扑关系建立了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达，实现了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联。
[0140]
本发明实施例中，以海洋异常变化的演变尺度为基本单元，设计海洋异常变化过程对象与enso对象的拓扑关系判别规则，建立面向演变过程的时空关联表达方法，实现海洋异常变化过程对象动态演变(演变结构、源地、消亡地、演变区域)与enso事件的关联表达。
[0141]
进一步的，本发明实施例中，以演变过程为分析尺度，建立海洋异常变化过程对象和enso对象的时态拓扑关系，该技术保证了时态拓扑关系包含了海洋异常变化过程对象的动态演变信息；以时态拓扑关系为纽带的时空关联表达方法，刻画了enso事件与海洋异常变化动态演变的耦合关联模式，为开展enso事件识别、预测及海洋时空动态机理分析提供了技术支撑。在全球气候变化研究和海洋环境动态机理分析方面具有广泛的应用前景。
[0142]
基于上述的一种海洋动态演变与enso事件关联表达方法，本发明实施例中还提供了一种海洋动态演变与enso事件关联表达装置，所述装置的结构框图如图6所示，包括：
[0143]
第一建立模块201、第二建立模块202、确定模块203和第三建立模块204。
[0144]
其中，
[0145]
所述第一建立模块201，用于基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括：过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；
[0146]
所述第二建立模块202，用于基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括事：件对象id、事件属性信息和事件时间信息；
[0147]
所述确定模块203，用于基于预设的时态拓扑关系判别规则确定所述海洋异常变化过程对象与所述enso对象的目标时态拓扑关系；
[0148]
所述第三建立模块204，用于基于所述目标时态拓扑关系建立所述海洋异常变化过程对象和所述enso对象的关联表达。
[0149]
本发明公开了一种海洋动态演变与enso事件关联表达装置，基于面向对象技术，建立海洋异常变化过程对象的对象表达，包括过程对象id、过程对象属性信息、过程对象空间信息和过程对象时间信息；基于面向对象技术，建立enso事件的enso对象表达，包括事件对象id、事件属性信息和事件时间信息；基于预设的时态拓扑关系判别规则建立海洋异常变化过程对象与enso对象的目标时态拓扑关系；基于目标时态拓扑关系建立海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达。上述过程，基于目标时态拓扑关系建立了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联表达，实现了海洋异常变化过程对象和enso对象的关联。
[0150]
本发明实施例中，所述第一建立模块201包括：
[0151]
第一获取单元205、第二获取单元206、第三获取单元207和第一建立单元208。
[0152]
其中，
[0153]
所述第一获取单元205，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象属性信息a1，其中，a1＝{name1，type1，value1}，name1表示所述海洋异常变化过程对象的名称，type1表示所述海洋异常变化过程对象的类型，value1表示所述海洋异常变化过程对象的属性值；
[0154]
所述第二获取单元206，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象空间信息s，其中，
[0155]
s＝{structure，originalplace，evolvingplace，extinctionplace)}，structure表示所述海洋异常变化过程对象的空间演变结构，originalplace表示所述海洋异常变化过程对象的源地，evolvingplace表示所述海洋异常变化过程对象的演变区域，extinctionplace表示所述海洋异常变化过程对象的消亡地；
[0156]
所述第三获取单元207，用于获取所述海洋异常变化过程对象的过程对象时间信息t1，其中，t1＝{duration1，starttime1，endtime1，timescale1}，duration1表示所述海洋异常变化过程对象的持续时间，starttime1表示所述海洋异常变化过程对象的开始时间，endtime1表示所述海洋异常变化过程对象的终止时间，timescale1表示所述海洋异常变化过程对象的数据观测尺度；所述第一建立单元208，用于基于所述属性信息a1、所述空间信息s和所述时间信息t1构建预设海洋异常变化过程对象表达式，建立所述海洋异常变化过程对象表达，其中，所述海洋异常变化过程对象表达式为：
[0157]
process object＝{poid，a1，s，t1}
[0158]
其中，process object表示海洋异常变化过程对象表达，poid表示所述过程对象id，用于标识所述海洋异常变化过程对象。
[0159]
本发明实施例中，所述第二建立模块202包括：
[0160]
第四获取单元209、第五获取单元210和第二建立单元211。
[0161]
其中，
[0162]
所述第四获取单元209，用于获取所述enso事件的事件属性信息a2，其中，a2＝{name2，type2，intensity2}，name2表示所述enso事件的名称，type2，表示enso事件的类型，intensity2表示enso事件的强度；
[0163]
所述第五获取单元210，用于获取所述enso事件的事件时间信息t2，其中，t2＝{duration2，starttime2，endtime2，timescale2}，duration2表示所述enso事件的持续时间，starttime2表示enso时间的开始时间，endtime2表示enso事件的终止时间，timescale2表示enso事件的观测尺度；
[0164]
所述第二建立单元211，用于基于所述属性信息a2和所述时间信息t2构建预设enso对象表达式，建立所述enso对象表达，其中，所述预设enso对象表达式为：
[0165]
enso＝{eid，a2，t2}
[0166]
其中，enso为所述enso事件的enso对象表达，eid为所述事件对象id，用于唯一标识enso事件。
[0167]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0168]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0169]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0170]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0171]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0172]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0173]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0174]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0175]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0176]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。