[發明專利]一種基于k-means的風暴潮災害重點防御區選劃方法

有效

• 申請號: 202111166867.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113869438B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 羅陽;高超;巫建偉;劉進文;袁征;張繼偉
• 申請（專利權）人: 自然資源部第三海洋研究所
• 主分類號: G06F18/23213
• 分類號: G06F18/23213
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 郭金華

本發明公開一種基于k?means的風暴潮災害重點防御區選劃方法，具體包括：S01、獲取待選劃地區的風暴潮評估研究結果作為數據集；S02、選取數據集中的一組獨立判斷指標及三組并列判斷指標共四組相異的元素指標作為初始類簇中心；S03、對作為初始類簇中心的四項指標分別進行單屬性K?Means聚類分析；S04、依據初始類簇中心的四項指標中的三組并列判斷指標的單屬性K?Means聚類分析結果進行空間疊加獲取潛在重點防御區范圍；S05、依據初始類簇中心的四項指標對數據集進行多屬性K?Means聚類確定重點防御區。有效的利用K?Means聚類確定重點防御區，解決了現有技術中主觀性過強、科學性較低、受類比項目指標標準值設立科學性與兩個項目之間相似性等因素的影響以及方法通用性差等技術問題。

技術領域

本發明應用于自然災害防御區選劃領域，具體是一種基于k-means的風暴潮災害重點防御區選劃方法。

背景技術

風暴潮災害是我國面臨的主要海洋災害之一，幾乎遍及中國沿海，其成災頻率高、致災強度大，造成的人員和經濟損失慘重，目前已列入我國的巨災種類。雖然我國已出臺了《風暴潮災害重點防御區劃定技術導則》(報批稿)，對風暴潮災害重點防御區劃定起到了指導作用，但該導則并未提出風暴潮重點防御區(陸域)的選劃標準，僅提出“綜合考慮劃定區域自然災害特點、人口和GDP分布，以選定的危險性評估結果為依據，劃定風暴潮災害重點防御區陸域范圍”的選劃原則，在實際操作中主觀性較大，容易導致結果偏離客觀事實，制約著我國風暴潮災害重點防御區選劃工作的深化與海洋防災減災能力的提升。因此，有必要采用定量化的方法為風暴潮災害重點防御區選劃標準進行賦值，據此開展風暴潮災害重點防御區選劃才能更具有科學性與客觀性。

目前國內外開展的災害重點防御區選劃，基本是通過一個或多個指標對目標單元是否能夠選劃為重點防御區進行綜合判斷。通常的做法是先建立多層級的指標體系并對各指標進行賦值，然后通過建立不同層級指標間的函數關系，將多個指標映射為一個綜合評價指標,最后通過該綜合指標來判斷目標單元是否能夠選劃為重點防御區，因此，如何科學的設定綜合評價指標的判斷標準是進行重點防御區選劃的核心技術。現階段，我國常用的指標標準賦值方法主要有：1)經驗判斷法，即根據項目負責人自身的工作經驗，主觀上設定指標標準值，該方法操作起來最簡便，但主觀性也最強，嚴重依賴于項目負責人自身的經驗與水平，適用于對客觀數據依賴度不高且對賦值結果科學性不做要求的情況；2)專家打分法，即通過向多位具有相關領域豐富經驗的專家進行咨詢的方式來確定指標標準值，該方法具有簡便、直觀性強、計算方法簡單等優點，但總體而言也是反映主觀意識，對專家的代表性與專業性具有嚴格的要求；3)類比分析法，即借鑒相關性強的同類項目的指標標準值，作為本項目的指標標準值，該方法具有較好的可操作性與一定的科學性，但受類比項目指標標準值設立科學性與兩個項目之間相似性等因素的影響，在沒有同類項目或項目相似性不足的情況下，無法有效使用該方法；4)統計分析法，即采用統計學原理對獲取的指標數據進行整理，找到一定的數學規律，從中選擇具有統計學意義的特征值作為指標標準值，該方法基于客觀數據，具有較好的科學性，但不同項目涉及數據樣本自身特性不同，需要采用不同的數據處理方式才能找到特征值，即使同樣的數據樣本采用不同的數據處理方式得到的特征值也可能不同，此時需要對不同結果的合理性進行驗證進而選擇最佳數值，因此該方法適用于數據樣本豐富的情況，且具體采用的數據分析方法與具體項目可能具有極強的關聯性，而且少普遍適用特征。綜上，如何科學有效的選劃風暴潮災害重點防御區成為了本領域的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于k-means的風暴潮災害重點防御區選劃方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種基于k-means的風暴潮災害重點防御區選劃方法，具體包括：

S01、獲取待選劃地區的風暴潮評估研究結果作為數據集；

S02、選取數據集中的一組獨立判斷指標及三組并列判斷指標共四組相異的元素指標作為初始類簇中心；