[發明專利]一種水浮蓮入侵分布區預測方法及系統

在審

• 申請號: 201911402302.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111178631A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 陳水森;陳金月;付嬈;王重洋;趙晶;周慧;彭詠石;李丹;姜浩
• 申請（專利權）人: 廣州地理研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26;G06F16/29
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;劉明星

1.一種水浮蓮入侵分布區預測方法，其特征在于，包括：

對所獲取到的水浮蓮災害發生點信息和水浮蓮災害發生點的環境變量集進行RDA分析，所述水浮蓮災害發生點信息包括水浮蓮災害發生點的時間、位置和范圍信息，以每個縣域單元的水浮蓮災害發生點的個數和密度作為響應變量，以水浮蓮災害發生點的環境變量集作為解釋變量，獲得與水浮蓮生長相關的無冗余環境變量集；

對無冗余環境變量集采用WOE法處理，獲得無冗余環境變量集中每一環境變量對水浮蓮發生的影響權重；

對預測區域中的所有環境變量進行影響權重求和，得到預測區的水浮蓮生境適應性指數，以根據水浮蓮生境適應性指數來分析預測區內可能發生水浮蓮災害的程度。

2.如權利要求1所述的水浮蓮入侵分布區預測方法，其特征在于，所述水浮蓮災害發生點信息通過數字植物標本館、文獻記錄和實地調查方式獲取，并基于Esri ArcGIS的Geodatabase數據庫模塊來構建水浮蓮分布信息數據庫。

3.如權利要求1所述的水浮蓮入侵分布區預測方法，其特征在于，所述水浮蓮災害發生點的環境變量集從地理空間數據云、國家氣象局數據共享平臺、統計年鑒方式獲取，并基于Esri ArcGIS的Geodatabase數據庫模塊來構建水浮蓮環境信息數據庫。

4.如權利要求1所述的水浮蓮入侵分布區預測方法，其特征在于，所述對無冗余環境變量集采用WOE法處理，獲得無冗余環境變量集中每一環境變量對水浮蓮發生的影響權重，包括：

假設水浮蓮災害發生的環境條件保持不變，即當區域滿足已發生水浮蓮災害的條件，水浮蓮災害將會發生；設未來發生水浮蓮災害的事件為A，其概率為P(A)；已經發生水浮蓮災害的事件為B，其概率為P(B)；則P(A|B)為事件B發生條件下的事件A、B的發生概率，其等于P(B|A)乘于P(A)除以P(B)，則：

將P(F)定義為區域內某一環境變量的概率，為不是該環境變量的概率；相應的，P(H)和分別代表該環境變量下和非該環境變量下的水浮蓮災害發生的概率，則Wⁱ⁺和W^i-表示各個環境變量對水浮蓮發生的正負向貢獻程度，Wⁱ⁺和W^i-的差W_i代表各個環境變量對水浮蓮發生的影響程度，其相互關系可由式2-式4計算：

W_i＝Wⁱ⁺-W^i- (式4)。

5.如權利要求1所述的水浮蓮入侵分布區預測方法，其特征在于，所述獲得與水浮蓮生長相關的無冗余環境變量集的過程為：

將響應變量和解釋變量分別標準化為環境變量矩陣X和水浮蓮矩陣Y，然后對矩陣Y中的每個響應變量分別與矩陣X中的所有解釋變量進行多元回歸，得到水浮蓮與環境變量的擬合值矩陣Y_fit以及殘差矩陣Y_res

對Y_fit和Y_res進行主成分分析，得到特征向量矩陣E和非約束性環境變量矩陣UE；特征向量矩陣E即為無冗余環境變量集。

6.一種水浮蓮入侵分布區預測系統，其特征在于，包括：

水浮蓮分布信息數據庫，其存儲的信息包括每個縣域單元內水浮蓮災害發生點的個數、位置和范圍；

水浮蓮環境信息數據庫，其存儲的信息包括水浮蓮災害發生點的環境變量集；

第一數據處理器，其用于將從水浮蓮分布信息數據庫中獲取到縣域單元內水浮蓮災害發生點的個數和密度信息作為響應變量，將從水浮蓮環境信息數據庫中獲取到的環境變量集作為解釋變量，以進行RDA分析處理，獲得與水浮蓮生長相關的無冗余環境變量集；

第二數據處理器，其用于對第一數據處理器傳輸來的無冗余環境變量集采用WOE法處理，獲得無冗余環境變量集中每一環境變量對水浮蓮發生的影響權重；還用于接收指令，來對預測區域中的所有環境變量進行影響權重求和，得到預測區的水浮蓮生境適應性指數。