海水缺氧会导致多种海洋生物濒临灭绝,进而破坏海洋生态平衡、阻碍全球氮、磷循环、影响人类的生产生活。目前,全球范围内的缺氧海域数量仍在逐年增加。从整体来看,全球海洋海水溶解氧含量的下降速度可能已经超出了自然随机波动的水平。近几十年来,为了更高效全面的了解海水溶解氧现状并及时治理,学者对海水溶解氧的关注度逐渐提高。其中,海水溶解氧的评价和预测成为最近的研究热点,但研究人员获取到的海水溶解氧原始数据为时间序列形式,非线性时间序列分析方法存在主观性强、效率较低的不足。随着复杂网络的出现及研究方法的不断改进,上述问题被逐步解决,但仍存在不足之处:海水溶解氧建模方面:现有的海水溶解氧时间序列转化为复杂网络的过程中未考虑到海温、盐度对海水溶解氧产生的影响。海水溶解氧评价方面:现有的复杂网络相似性匹配问题大多存在时间复杂度较高的问题。已知Weisfeiler-Lehman子树核方法在解决此类问题时较高效,但仅从子网络层比较复杂网络间的相似性正确性欠佳。海水溶解氧预测方面:现有的复杂网络预测方法中基于随机游走的方法应用较为广泛,但仍存在预测精度和运行时间不能兼顾的不足。本研究以海水溶解氧为研究对象,主要针对上述各方面不足,完成了以下工作:（1）针对海水溶解氧网络构建环节存在的未考虑海温、盐度变量影响的问题,提出了基于皮尔逊相关系数的海水溶解氧网络构建方法:首先,为强调时间序列的不可逆性,改进得到有向可视图方法,进而转化得到海水溶解氧网络、海温网络、盐度网络,并根据各网络中节点间边的连接关系,得到对应的有向转移概率矩阵;同时,利用皮尔逊相关系数量化海温、盐度与海水溶解氧的相关性;然后,将相关性量化结果与有向转移概率矩阵相结合,构建得到表达信息更准确的海水溶解氧网络。通过实验验证了该方法对于表述海水溶解氧信息的准确性。（2）针对海水溶解氧评价环节存在的评价结果正确性欠佳的问题,提出了基于网络相似性匹配的海水溶解氧评价方法:首先,在确定评价参照网络的基础上,利用Weisfeiler-Lehman子树核方法构造得到各网络的子网络层特征向量;其次,利用经典的Page Rank算法构造得到各网络的节点层特征向量;再次,选取网络密度、平均度、全局聚集系数、平均聚集系数、平均最短路径长度五个全局网络指标构造得到各网络全局层特征向量;最后,利用规约余弦相似度计算得到各待评价网络与参照网络间各层次特征向量的相似性,并进一步等比例加权求和计算出最终评价指数。实验结果表明此方法对于海水溶解氧的评价具有正确性。（3）针对海水溶解氧预测环节存在的预测精度和运行时间不能兼顾的问题,提出了基于随机游走的海水溶解氧预测方法:首先,利用SRW方法计算得到网络中各节点与现有已知的最后一个节点间的相似度;同时,利用Page Rank算法得到网络中各节点的重要性;然后,从均衡预测精度和运行时间的角度出发,选取部分节点作为预测时使用到的前续节点;最后经计算得到最后的预测值。实验结果表明,此方法在均衡预测精度和运行时间方面表现更优异。通过对从美国国家海洋和大气管理局获取到的真实数据进行实验,由结果可知,本研究提出的方法对于海水溶解氧的建模、评价和预测具有良好的适用性,同时对海水缺氧的监测和治理具有重要的参考意义。