[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)可變?yōu)V鏡的地類變化預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810649596.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108985493A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳長(zhǎng)源;劉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

1.一種基于自適應(yīng)可變?yōu)V鏡的地類變化預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)歷史土地類別變化數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)若干年后土地類別分布包括以下步驟：

步驟a，將某一地區(qū)內(nèi)等間隔年份，以2000年、2005年、2010年、2015年為例，的土地利用類型按照土地覆蓋變化標(biāo)準(zhǔn)劃分為耕地、林地、草地、城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)、其它建設(shè)用地和未利用地7類；

步驟b，將上述各年份該地區(qū)范圍內(nèi)所有的土地利用類型劃分為7類后，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理操作，將該地區(qū)劃分為由若干柵格組成，每一個(gè)柵格為長(zhǎng)30m，寬30m的正方形，即為一個(gè)元胞，選取相鄰的五行五列也就是，5×5，25個(gè)元胞大小的區(qū)域作為濾鏡，用濾鏡截取該區(qū)域內(nèi)所有濾鏡大小的范圍，然后判斷，每一個(gè)濾鏡中的25個(gè)元胞內(nèi)包含土地類型的類數(shù)，根據(jù)類數(shù)分別存入不同的數(shù)據(jù)集中作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，將每一個(gè)元胞的土地類型表示方法為設(shè)定為“0-1“即：

耕地：1000000；

草地：0100000；

林地：0010000；

以此類推，這樣編碼的目的是為了區(qū)分各個(gè)地類；

每一個(gè)元胞編碼都有7位，5×5大小的濾鏡內(nèi)所有元胞，就是5×5×7，即為175個(gè)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為175，設(shè)置隱藏層為16個(gè)，輸出層7個(gè)，表示下一時(shí)刻5×5區(qū)域內(nèi)中心位置進(jìn)行土地類別的預(yù)測(cè)結(jié)果；

步驟c，將2000年數(shù)據(jù)輸入，參考分析2005年數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出初始網(wǎng)絡(luò)模型，將所有訓(xùn)練數(shù)據(jù)都輸入訓(xùn)練，上述訓(xùn)練不只訓(xùn)練一個(gè)模型，要根據(jù)濾鏡內(nèi)土地類別數(shù)，訓(xùn)練多個(gè)模型，該地區(qū)所有濾鏡范圍內(nèi)存在一類、二類、三類、四類，所述是一類、二類、三類、四類的類型是土地利用類型劃分為7類后的前四種類型，將上述類別模型訓(xùn)練四個(gè)權(quán)重不同的模型；

步驟d，用2005數(shù)據(jù)作為輸入，輸出數(shù)據(jù)和2010比較分析，分別調(diào)整這多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)重；

步驟e，用2010年數(shù)據(jù)作為輸入，輸出數(shù)據(jù)和2010年數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，再次調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)重，得出最后的網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟f，將2015年數(shù)據(jù)當(dāng)作輸入，使待預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模型會(huì)自動(dòng)計(jì)算待預(yù)測(cè)地區(qū)每一個(gè)濾鏡下的5×5區(qū)域內(nèi)土地類別數(shù)目，將其輸入到對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測(cè)2020年的土地利用分布類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自適應(yīng)可變?yōu)V鏡的地類變化預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，預(yù)處理操作包括以下步驟：

步驟a1，利用衛(wèi)星進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)獲取；

步驟b1，對(duì)利用衛(wèi)星獲取的遙感數(shù)據(jù)利用ENVI5.1進(jìn)行數(shù)據(jù)的校正拼接；

步驟c1，對(duì)上述拼接數(shù)據(jù)進(jìn)行ArcGIS10.2解析；

步驟d1，利用解析后數(shù)據(jù)按照LUCC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土地利用類別數(shù)目進(jìn)行分類；

步驟e1，將2000-2015年土地預(yù)測(cè)區(qū)域所有5×5大小的區(qū)域內(nèi)篩選出存在四種土地利用類別數(shù)目，分別是一類、二類、三類和四類，將四類數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)存入數(shù)據(jù)集1、數(shù)據(jù)集2、數(shù)據(jù)集3、數(shù)據(jù)集4，建立好四個(gè)數(shù)據(jù)集作為訓(xùn)練樣本；

步驟g1，分別取四個(gè)數(shù)據(jù)集五年后對(duì)應(yīng)5×5區(qū)域內(nèi)的中心位置數(shù)據(jù)作為目標(biāo)樣本，訓(xùn)練出四個(gè)參數(shù)各異的網(wǎng)絡(luò)模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自適應(yīng)可變?yōu)V鏡的地類變化預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)濾鏡范圍內(nèi)土地類別數(shù)目，訓(xùn)練權(quán)重不同的網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)時(shí)濾鏡內(nèi)不同土地類別數(shù)目的數(shù)據(jù)輸入到相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型中預(yù)測(cè)，輸出自適應(yīng)分析結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自適應(yīng)可變?yōu)V鏡的地類變化預(yù)測(cè)方法，其特征在于，將行政區(qū)域劃分為多個(gè)矩形區(qū)域，所述步驟b、步驟c、步驟d和步驟f中數(shù)據(jù)采用所述矩形形狀內(nèi)包含的全部行政區(qū)域范圍。