83--復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法-在線瀏覽
2024-09-15 00:57本頁面
【正文】 網(wǎng)絡(luò)的度分布滿足冪律分布 。 冪律分布這一性質(zhì) ， 正說明了無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的度分布與一般隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同 。 無尺度網(wǎng)絡(luò)的度分布 是呈集散分布 ， 大部分節(jié)點(diǎn)之間只有比較少的連接 ， 而少數(shù)節(jié)點(diǎn)有大量的連接 。 二 、 應(yīng)用實(shí)例：區(qū)域氣候變化的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析 總步驟： 運(yùn)用粗粒化方法，將塔里木河流域的氣候因子序列轉(zhuǎn)化為由 5個(gè)特征字符 {R , r , e, d, D}構(gòu)成的符號(hào)序列。 （ 一 ） 氣候波動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建 對(duì)塔里木河流域 23個(gè)氣象臺(tái)站的日平均氣溫和日降水量，以粗粒化方法把逐日平均氣溫與日降水量序列轉(zhuǎn)化為由 5個(gè)特征字符 {R , r , e, d, D} 構(gòu)成的符號(hào)序列。 下面以日降水量序列為例，簡(jiǎn)要地介紹 TFN和PFN網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建步驟 ： 第一步：資料準(zhǔn)備 。 計(jì)算 23個(gè)氣象臺(tái)站平均的日降水量序列的值 ，即 )(tPn)(tP???231)(231)(ii tPtP () 第二步 ： 粗?；?。在本項(xiàng)研究中，取 =2， 即任意連續(xù)的 3天之間的降水量波動(dòng)情況。 ? ??? kk N xN u mP )(() )(xNumkP 將降水量波動(dòng) 劃分 為 5個(gè)等概率區(qū)間，把落在這 5個(gè)區(qū)間的 分 別用符號(hào)表示為 R， r， e， d， D，即 kP)(tk????????????????????,,kkkkkiPDPdPePrPRS() （ ） 式中，符號(hào) R， r， e， d， D所代表的含義如圖 ： 圖 符號(hào) R， r， e， d， D 的含義 按照上述思想 ， 可把日降水量序列 轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的符號(hào)序列 ： 對(duì)于日平均氣溫序列 ， 進(jìn)行類似處理 ， 可以得到其符號(hào)序列： )(tP},{ 321 ??SSSS P ? },{ DderRS i ?)(tT},{ 321 ??SSSS T ? },{ DderRS i ? 把氣溫和降水?dāng)?shù)值序列轉(zhuǎn)換為符號(hào)序列過程中，時(shí)間間隔尺度參數(shù) 的大小代表著時(shí)間序列的不同分辨率。 t?)(tT )(tPt?)(RN )(rN )(eN )(dN )(DN?)( tN ??t?第三步 ： 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 引入一個(gè)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)來描述降水量序列中各波動(dòng)模態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性和作用 ， 其中網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)就是 125個(gè) 3元字符串的波動(dòng)模態(tài) ； 網(wǎng)絡(luò)的邊為前一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向它的下一個(gè)節(jié)點(diǎn) ，即一種模態(tài)向下一個(gè)模態(tài)轉(zhuǎn)換 ， 表征了一種降雨過程向另一種降雨過程的轉(zhuǎn)變 ； 連接 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的邊的權(quán)重為它們之間多條互不相交的并聯(lián)連接通路數(shù) 。 以 3元字符串的元結(jié)構(gòu) { eRd, DeR, drd, eDD, Dre, DDD, rDe, …} 作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn) ， 則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的有向連接形式為： Rd?DeR?drd?eDD?Dre?DDD?rDe?dDd?Dde?drR?ree?Rrr?eRe?drr?Ddr?edD?rDD?edD?ere?DdD?eeR?dee?Red?rde?DdD 根據(jù)上述步驟，可構(gòu)建體現(xiàn)日平均氣溫與日降水量序列各波動(dòng)模態(tài)間相互作用的有向含權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖。 圖 (a)TFN 和 (b)PFN 網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)圖像 圖 (a) 刻畫了 TFN網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系，其中節(jié)點(diǎn)之間線連的粗細(xì)反映了節(jié)點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)程度的強(qiáng)弱。 例如，節(jié)點(diǎn) DDD與 RDD之間的連線最粗，表示這兩種降水波動(dòng)模態(tài)之間的關(guān)聯(lián)程度最強(qiáng)。 表 TFN和 PFN網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)的度大小的排序。 這說明在 TFN和 PFN網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)中，這些節(jié)點(diǎn)所代表的波動(dòng)模態(tài)在氣候變化中起到了重要的直接關(guān)聯(lián)作用，各種波動(dòng)模態(tài)向這幾個(gè)重要模態(tài)轉(zhuǎn)換，或被這幾個(gè)重要模態(tài)轉(zhuǎn)換的頻率較高。 節(jié)點(diǎn) RRR dRR ReR RRd RDR DRR DDD rRr eRe RRe 度 254 220 218 206 202 192 182 174 172 170 等級(jí) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 節(jié)點(diǎn) eeR ddd rRR DDR Ree dRd Rrr … DDd 度 168 166 162 160 158 156 150 … 4 等級(jí) 11
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