[發明專利]一種基于空間降尺度回歸模型的耕地資源生產潛力測算方法

在審

• 申請號: 202210996438.4
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115481366A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 王璐;鐘金杏;王晶;韓玥江;胡月明;梁曉玲;緱武龍
• 申請（專利權）人: 海南大學;廣州市華南自然資源科學技術研究院;高州市不動產登記中心（高州市不動產檔案館）;廣東友元國土信息工程有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 廣東廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

本發明涉及計算機技術領域，具體為一種基于空間降尺度回歸模型的耕地資源生產潛力測算方法，其方法包括：收集與耕地資源生產潛力測算技術相關的數據；進行縣級耕地資源生產潛力測算；村鎮耕地資源生產潛力測算指標篩選，村鎮耕地資源生產潛力測算指標體系構建；空間降尺度回歸模型構建；基于空間降尺度回歸模型的村鎮耕地資源生產潛力測算；測算結果驗證與精度分析。本發明采用基于空間降尺度回歸模型的耕地資源生產潛力測算方法實現了村鎮尺度耕地資源生產潛力的快速精準估算，為耕地資源保護與可持續發展提供科學依據，提高了我國耕地快速估產和耕地質量管控的效率和精度。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種基于空間降尺度回歸模型的耕地資源生產潛力測算方法。

背景技術

耕地資源生產潛力是指一定時間和區域范圍內耕地資源在一定光、溫、水、土等各種條件下所能生產糧食作物的能力，因此提升耕地資源生產潛力是解決當前經濟發展、人口增長與糧食安全之間矛盾的重要突破口。耕地資源生產潛力受自然、社會和經濟等多因素的影響，而現有耕地資源生產潛力測算技術還停留在傳統的土地生產潛力機理模型階段，測算方法也沿用已有的經驗法或機制法進行估算，僅僅通過遙感反演與地理信息系統方法優化測算數據源獲取方式，實現大區、省、市、縣的耕地資源生產潛力測算，而對于村鎮即小尺度的耕地資源生產潛力測算技術探索還處于嘗試階段，其測算精度和效果尚不能滿足當前村鎮耕地資源管控的現實技術需求；并且現有耕地資源生產潛力測算技術指標多重自然因素、而輕社會經濟和人為管措等因素的考慮，不能滿足當前復雜人地系統作用下的區域耕地資源生產潛力的現實特征；而且尚未形成基于大中尺度測算結果實現小尺度耕地資源生產潛力測算的空間降尺度方法與技術體系，不能避免測算結果受數據瓶頸或數據缺失約束的問題，其測算成本、測算效率與準確性也受到影響。

可見，當前尚未建立一套考慮耕地資源的自然、經濟和人為利用特征、可實現不同尺度耕地資源生產潛力快速測算的成熟方法與工具；因此，亟需研發一套面向耕地資源高效利用與快速評估的村鎮耕地資源生產潛力測算的新工具，以期提高區域耕地快速估產和耕地質量管控的效率和精度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有村鎮耕地資源生產潛力測算技術的不足，設計了一套基于空間降尺度回歸模型的村鎮耕地資源生產潛力測算工具，建立了涵蓋耕地自然條件、土地利用、社會經濟與生態環境等要素的耕地資源生產潛力降尺度因素集；采用GAEZ模型進行縣級耕地資源生產潛力測算，利用降尺度回歸模型和空間回歸模型等方法實現耕地資源生產潛力測算從縣級尺度到村鎮尺度的降維，從而形成了一套可推廣的村鎮耕地資源生產潛力測算技術方法，提高了小尺度耕地資源生產潛力測算的效率和精度，降低了測算成本，規避了由于小尺度區域數據收集瓶頸引起的測算技術難題。

本發明提出了一種基于空間降尺度回歸模型的村鎮耕地資源生產潛力測算方法，包括以下步驟：

收集與耕地資源生產潛力測算技術相關的數據；

基于GAEZ模型，并利用符合GAEZ模型的軟件格式要求的氣象數據、土壤數據、耕地數據進行縣級耕地資源生產潛力測算；

通過Spearman相關分析方法對耕地資源的自然條件、耕地利用、社會經濟和生態環境各方面的影響因素進行指標篩選，構建村鎮耕地資源生產潛力測算指標體系；

以縣級耕地資源生產潛力為因變量，以村鎮耕地資源生產潛力測算指標體系中的主導影響因子為自變量，利用空間自相關法、空間回歸模型和空間降尺度方法構建不同測算指標與耕地資源生產潛力的響應關系模型，構建空間降尺度回歸模型；

基于空間降尺度回歸模型進行村鎮耕地資源生產潛力測算，得出村鎮耕地資源生產潛力測算結果；

運用精度驗證法，結合統計年鑒數據、問卷調查數據，分別從縣級尺度、鎮級尺度和村級尺度對耕地資源生產潛力測算結果進行驗證與模型精度分析。

具體的，所述縣級耕地資源生產潛力測算，包括以下步驟：