[發明專利]一種GIS和深度學習相結合的預測土壤侵蝕模數方法

在審

• 申請號: 201810916824.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109239309A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 喻其炳;何賽;白云;張萬娟;李小紅
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G06T7/00;G06T7/55
• 代理公司: 成都天匯致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

本發明公開了一種GIS和深度學習相結合的預測土壤侵蝕模數方法，包括以下步驟：a、將土壤區域成像深度劃分為多個深度段；b、讀入一個深度段的預測土壤侵蝕模數；c、輸入深度段的坐標以及偏移距參數；d、針對當前深度段中的一個深度進行計算土壤侵蝕模數；e、基于當前深度的土壤侵蝕模數進行積分，從而得到當前深度的成像結果；f、對當前深度段中的其他深度執行步驟d和e，從而獲得偏移距當前深度段的成像結果；g、對其他深度段執行c和f，從而獲得其他深度段的成像結果；h、對其他深度段執行步驟b至g，從而最終形成土壤區域的成像。便于管理者有針對性地進行水土流失治理，利于提高水土保持措施空間布置的合理性。

技術領域

本發明涉及土壤監測技術領域，具體為一種GIS和深度學習相結合的預測土壤侵蝕模數方法。

背景技術

年土壤侵蝕模數常用于反映水土流失的動態變化及發展趨勢,是一個動態變量指標；而多年平均侵蝕模數則是一個相對恒定的常數，常作為侵蝕區土壤侵蝕狀況的背景值用于反映區域水土流失的嚴重程度。因此區域年土壤侵蝕模數或多年平均侵蝕模數的評估與預測是土壤侵蝕模數研究的一個重要內容。侵蝕模數是土壤侵蝕強度單位，是衡量土壤侵蝕程度的一個量化指標。也稱為土壤侵蝕率、土壤流失率或土壤損失幅度。指表層土壤在自然營力(水力、風力、重力及凍融等)和人為活動等的綜合作用下，單位面積和單位時間內被剝蝕并發生位移的土壤侵蝕模數。

為測定土壤侵蝕模數，現有技術可參照公告號為CN104699962A的專利，其公開了一種土壤侵蝕模數計算方法，包括以下步驟，a，計算區域侵蝕強度控制系數和局地侵蝕強度影響因子，b，對項目工程的各功能區域的劃分自動進行地表擾動等級的賦值，根據賦值計算侵蝕模數基礎值，c，根據區域侵蝕強度控制系數和局地侵蝕強度影響因子，利用土壤侵蝕模數估算公式計算項目工程的各功能區域的土壤侵蝕模數。

在已建立的侵蝕預報模型中，經驗模型覆蓋范圍較廣，此類模型是根據實際資料通過統計分析建立起來的，但應用區域空間尺度小，且應用到不同地區進行侵蝕產沙預報時需要大量的數據來調整模型參數，對于大范圍區域的研究，需要進行改進提高，盡量地反映侵蝕產沙的基本過程。

發明內容

本發明的目的在于提供一種GIS和深度學習相結合的預測土壤侵蝕模數方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種GIS和深度學習相結合的預測土壤侵蝕模數方法，包括以下步驟：a、將土壤區域成像深度劃分為多個深度段；b、讀入一個深度段的預測土壤侵蝕模數；c、輸入深度段的坐標以及偏移距參數；d、針對當前深度段中的一個深度進行計算土壤侵蝕模數；e、基于當前深度的土壤侵蝕模數進行積分，從而得到當前深度的成像結果；f、對當前深度段中的其他深度執行步驟d和e，從而獲得偏移距當前深度段的成像結果；g、對其他深度段執行c和f，從而獲得其他深度段的成像結果；h、對其他深度段執行步驟b至g，從而最終形成土壤區域的成像。

優選的，根據節點的內存將土壤區域劃分為所述多個深度段。

優選的，所述步驟d包括利用當前深度的成像范圍內的所有成像網格點上的侵蝕量時進行插值，從而得到當前深度的土壤侵蝕模數的圖像切片。

優選的，采用雙線性插值來進行土壤侵蝕模數的插值。

優選的，所述步驟d中土壤侵蝕模數的計算步驟包括：1)計算區域侵蝕強度控制系數和局地侵蝕強度影響因子；2)對項目工程的各功能區域的劃分自動進行地表擾動等級的賦值，根據賦值計算侵蝕模數基礎值；3)根據區域侵蝕強度控制系數和局地侵蝕強度影響因子，利用土壤侵蝕模數估算公式計算項目工程的各功能區域的土壤侵蝕模數。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：采用強大的數據管理和空間分析功能，可根據下墊面強開將區域離散化為不同的單元，將土壤侵蝕模型相結合，可計算區域內不同單元的土壤侵蝕量，體現土壤侵蝕空間異質性，便于管理者有針對性地進行水土流失治理，利于提高水土保持措施空間布置的合理性。