[發(fā)明專利]一種山區(qū)道路網(wǎng)脆弱性評(píng)估與驅(qū)動(dòng)力探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210576072.5
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN115222196B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏曉燕;周峻松;蘇美臣;劉旭輝;肖應(yīng)仙;鄭璞冰;潘英英;張永林;李建波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南省測(cè)繪資料檔案館（云南省基礎(chǔ)地理信息中心）
• 主分類號(hào): G06Q10/0639
• 分類號(hào): G06Q10/0639;G06Q50/26
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

1.一種山區(qū)道路網(wǎng)脆弱性評(píng)估與驅(qū)動(dòng)力探測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、路網(wǎng)脆弱性因子圖譜建立：得到路網(wǎng)脆弱性的影響因素與評(píng)價(jià)指標(biāo)，處理路網(wǎng)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)集；

步驟一中，路網(wǎng)脆弱性因子圖譜建立包含以下步驟：

1.1從道路自身內(nèi)部因素的視角，研究幾何線性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、物理屬性對(duì)路網(wǎng)脆弱性的影響；

1.2從環(huán)境外部因素的視角，研究地形條件、地質(zhì)條件、自然災(zāi)害對(duì)路網(wǎng)脆弱性的影響；

1.3結(jié)合脆弱性內(nèi)外因素，建立山區(qū)路網(wǎng)脆弱性因子圖譜；

二、解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建：利用解釋結(jié)構(gòu)模型ISM探索影響因素之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對(duì)路網(wǎng)脆弱性評(píng)價(jià)的指標(biāo)進(jìn)行甄選；

步驟二中，解釋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建包含以下步驟：

2.1單一影響因素之間的相互關(guān)系認(rèn)定為一種有先后順序的直接相關(guān)關(guān)系，將單一影響因素作為頂點(diǎn)，用連接頂點(diǎn)的邊表述，構(gòu)建影響因素間的關(guān)系圖譜，選取道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)A₁、道路幾何線性A₂、道路質(zhì)量狀況A₃、道路養(yǎng)護(hù)A₄、居民點(diǎn)A₅、公共設(shè)施空間布局A₆、氣象災(zāi)害因素A₇、地質(zhì)災(zāi)害因素A₈、地形地貌A₉作為路網(wǎng)脆弱性影響因素，并根據(jù)各影響因素間的相互關(guān)系建立影響因素間的關(guān)系圖譜，在此基礎(chǔ)上生成鄰接矩陣W；

2.2在生成鄰接矩陣W后，求取鄰接矩陣W、恒等矩陣E、W+E的值和W+E的冪，根據(jù)矩陣R公式求得整數(shù)n，而矩陣R即為可達(dá)矩陣；

R＝(W+E)ⁿ⁺¹＝(W+E)ⁿ≠…≠(W+E)²≠W+E

2.3對(duì)可達(dá)矩陣R進(jìn)行層級(jí)劃分后生成新的可達(dá)矩陣，計(jì)算出可達(dá)矩陣中各個(gè)要素的可達(dá)集合R(Ai)、影響這個(gè)要素的前因集合P(Ai)以及共同集C(Ai)，找出各層級(jí)最高級(jí)因素，根據(jù)級(jí)位劃分的結(jié)果對(duì)可達(dá)矩陣進(jìn)行重排序，得到層次化的可達(dá)矩陣；

2.4基于可達(dá)矩陣的相互關(guān)系，連接有相互影響關(guān)系的因素方框，繪制路網(wǎng)脆弱性影響因素的解釋結(jié)構(gòu)模型圖；

三、路段脆弱性指數(shù)計(jì)算：采用主成分分析法構(gòu)建山區(qū)路網(wǎng)脆弱性模型，計(jì)算路段脆弱性指數(shù)EVI，分析路網(wǎng)脆弱性時(shí)空格局分布特征及規(guī)律；

步驟三中，對(duì)于路段脆弱性指數(shù)計(jì)算包含以下步驟：

3.1對(duì)原始指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣P；

其中，x_i表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值，X_i表示第i個(gè)指標(biāo)的原始值，X_max和X_min分別表示指標(biāo)的最大值和最小值；

3.2求取標(biāo)準(zhǔn)化矩陣P的相關(guān)系數(shù)矩陣R；

3.3解出相關(guān)系數(shù)矩陣R的特征方程A，求出特征值λ₁、λ₂…λ_i、貢獻(xiàn)率B及特征向量；

A＝|λ_i-R|＝0

3.4提取出能代表絕大多數(shù)指標(biāo)信息的m個(gè)主成分；

3.5利用m個(gè)主成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；

3.6根據(jù)路段脆弱性公式計(jì)算路段脆弱性指數(shù)EVI：

其中，EVI表示脆弱性指數(shù)，PC_i表示第i個(gè)主成分，λ_i表示第i個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值，EVI的值越大，則路段脆弱性越高；

四、路網(wǎng)脆弱性驅(qū)動(dòng)力探測(cè)：在研究路網(wǎng)脆弱性時(shí)空變化特征的基礎(chǔ)上，利用地理探測(cè)器從自然路段、地貌、縣域多維度進(jìn)行剖析，挖掘路段脆弱性成因機(jī)制；

步驟四中，對(duì)于路網(wǎng)脆弱性驅(qū)動(dòng)力探測(cè)包含以下步驟：

4.1將路段脆弱性指數(shù)Y和影響因素X匯總在同一表格，根據(jù)自然斷點(diǎn)法把數(shù)值型數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理，將其劃分為五類；

4.2將因子層內(nèi)不同類型Y值的方差總和與研究區(qū)Y值總方差相比，該比值與1的差即為q值，計(jì)算公式如下：

式中，SSW和SST分別表示層內(nèi)方差之和與區(qū)內(nèi)方差；h表示因子的分層數(shù)，N_h為層h的單元數(shù)，N表示全部區(qū)域的單元數(shù)，表示層h的方差，σ²表示全部區(qū)域的方差。