[發明專利]一種基于BME-GWR的水系沉積物地球化學異常制圖方法

有效

• 申請號: 202110697285.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113408019B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 汪海城
• 申請（專利權）人: 河北地質大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/20;G06F17/18;G06F111/08;G06F111/10
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 劉巖

1.一種基于BME-GWR的水系沉積物地球化學異常制圖方法，其特征是，并以均值分布作為未采樣點的估計值，預測研究區水系沉積物地球化學異常空間分布；包括以下步驟：

步驟1：基于ASTGTM2DEM數據提取坡度、坡向、地形起伏度信息；收集研究區的平均降雨量數據；對獲取的數據進行預處理；

步驟2：計算步驟1獲取信息的信息熵：

H[X_map，f_G(X_map)]＝-∫ln[f_G(X_map)]f_G(X_map)dX_map (1)

式中，隨機變量X_map＝(x₁,x₂,...,x_m,x_k)為對應的空間坐標為[p₁,p₂,...,p_m,p_k]，x_k表示某個待估點p_k上的值；f_G(X_map)表示X_map的PDF；

式(1)在約束條件下取得最大值，約束條件為：

E[g_α]＝∫g_α(X_map)f_G(X_map)dX_map (2)

式中g_α(X_map)關于X_map的已知函數，約束條件個數α＝[1,2,…,N_c]與X_map總個數(m+1)有關；g_α(X_map)形式為歸一化約束、數學期望約束、方差約束、協方差約束、變異函數模型或多點地統計約束；

步驟3：基于地理加權回歸方法構建概率軟數據：

其中u為某待預測點位，q為k×1的矩陣，k為輔助變量個數；表示線性回歸系數，其計算公式為：

其中W(u)為u處的n×n權重矩陣，由點之間距離d的函數，

w(uu′)＝exp(-d²/2b²)計算，權重n為距離b鄰域內的建模點個數，z(n)即表示該鄰域內的屬性值，為n×1的向量；σ_GWR(u)為標準差，計算公式為：

式中，為均方差；

計算未測點的后驗PDF：

其中x_hard＝[x₁,x₂,...,x_h]，x_soft＝[x_h+1,x_h+2,...,x_m]，h，m-h分別為待預測點周圍預定范圍內硬數據和軟數據個數；

步驟4：地球化學異常信息識別評價：以1:20萬水系沉積地球化學數據為硬數據，基于BME方法對建立的概率型軟數據模型和硬數據識別研究區水系沉積物地球化學異常；

以BME均值估計作為地球化學估計值，進行地球化學異常識別：

以后驗概率的方差度量預測精度：

步驟5：對識別的水系沉積物地球化學異常與普克里格插值結果對比，并進行不確定性評價。

2.根據權利要求1所述的一種基于BME-GWR的水系沉積物地球化學異常制圖方法，其特征在于，所述步驟1中預處理方法為基于ArcGIS對下載的DEM數據進行鑲嵌融合，裁剪出研究區范圍一致的DEM數據，提取坡度、坡向和地形起伏度因子信息，并依據坡向對水系沉積物的影響程度進行分類，從小到大為315°-360°和0°-45°，45°-135°和225°-315°，135°-225°并依次賦予0-1的權重，據此對其做歸一化處理，得到歸一化的影響因子。