一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于土地評價領(lǐng)域，提供一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，包括：構(gòu)建評價指標(biāo)體系；確定各評價指標(biāo)權(quán)重；基于在遙感影像上提取的礦業(yè)廢棄地圖斑進(jìn)行評價單元劃分；依據(jù)評價指標(biāo)權(quán)重的大小及其數(shù)據(jù)獲取精度，確定劃分評價單元的順序；再依據(jù)評價指標(biāo)的各個指標(biāo)值所占礦業(yè)廢棄地圖斑柵格面積的大小，兼顧評價單元形狀與面積利于生產(chǎn)實(shí)踐，不斷調(diào)整分割線，最終得到滿足要求的評價單元。另外，將評價指標(biāo)劃分為定量評價指標(biāo)和定性評價指標(biāo)，針對不同類型的評價指標(biāo)，建立不同的隸屬度函數(shù)，進(jìn)而得到對某一特定用途的復(fù)墾適宜等級。具有評價結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確、工作量小，可直接服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土地適宜性評價【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002]土地是非常寶貴的自然資源，但是，隨著采礦業(yè)的發(fā)展，礦區(qū)土地資源也越來越受到嚴(yán)重破壞，從而對人民群眾的生活、生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的影響。因此，開展土地復(fù)墾工作，將被破壞的土地采取整治措施恢復(fù)為可利用土地尤為重要。
[0003]礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性評價，對于土地復(fù)墾具有重要意義，是在對土地總體質(zhì)量的調(diào)查和破壞土地情況的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測基礎(chǔ)上，確定待復(fù)墾土地合理的利用方向，從而為采取相應(yīng)的復(fù)墾措施提供依據(jù)。
[0004]在進(jìn)行礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性評價過程中，評價單元是進(jìn)行土地評價的基本單位，通常要求評價單元內(nèi)土地基本屬性和性質(zhì)基本一致，對評價單元的選取直接影響土地評價的精確度和計(jì)算量?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用以下三種方法獲得評價單元:(I)將評價指標(biāo)的柵格作為評價單元；該種方法主要不足為:單純以柵格作為評價單元，評價結(jié)果的精確度較高，但不能體現(xiàn)參評因素的差異和圖斑地塊的完整性，不便于評價成果的運(yùn)用。(2)將各評價指標(biāo)的圖層進(jìn)行疊加，將疊加后的各指標(biāo)值基本一致的區(qū)域作為評價單元；該種方法主要不足為:采用指標(biāo)層疊加后的區(qū)域作為評價單元，則會出現(xiàn)地塊形狀各異，面積大小不一的狀況，亦不利于評價結(jié)果的應(yīng)用。(3)直接將在遙感影像上提取的礦業(yè)廢棄地圖斑作為評價單元。該種方法主要不足為:直接以提取的廢棄地圖斑為評價單元，評價結(jié)果過于粗略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，合理劃分評價單元，采用多種方法結(jié)合確定隸屬度，具有評價結(jié)果更為客觀、準(zhǔn)確、工作量小的優(yōu)點(diǎn)，還可直接服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐，利于評價結(jié)果的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，包括以下步驟:
[0008]SI，建立并實(shí)時維護(hù)礦業(yè)廢棄地屬性表；所述礦業(yè)廢棄地屬性表由多個表項(xiàng)組成，每一個表項(xiàng)用于存儲礦業(yè)廢棄地唯一標(biāo)識、礦業(yè)廢棄地類型以及礦業(yè)廢棄地基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系；
[0009]S2，根據(jù)需要評價適宜性的復(fù)墾利用方向，構(gòu)建由若干個評價指標(biāo)組成的評價指標(biāo)體系；
[0010]S3，確定所述評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)的權(quán)重；
[0011]S4，選取權(quán)重最大的特定評價指標(biāo)，判斷是否存在與所述特定評價指標(biāo)權(quán)重相差范圍在0.05之內(nèi)的其他評價指標(biāo)，如果否，則直接執(zhí)行S6 ;如果是，則執(zhí)行S5 ；
[0012]S5，從所述其他評價指標(biāo)和所述特定評價指標(biāo)中選取數(shù)據(jù)精度最高的評價指標(biāo)，該數(shù)據(jù)精度最高的評價指標(biāo)作為所述特定評價指標(biāo)，然后，執(zhí)行S6 ；
[0013]S6，基于礦業(yè)廢棄地圖斑的原始遙感影像，分別計(jì)算所述特定評價指標(biāo)在每一個柵格的指標(biāo)值，共有m個指標(biāo)值，分別計(jì)為PpP2-Pm ;再進(jìn)一步計(jì)算每一個指標(biāo)值對應(yīng)的柵格總面積占原始遙感影像總面積S的比例，得到m個比值，分別計(jì)為S。S^Sm ;其中，Si為Pi對應(yīng)的柵格總面積占原始遙感影像總面積S的比例；i e (1、2…m)；
[0014]根據(jù)Sp S^Sm比值的大小，將對應(yīng)的m個指標(biāo)值區(qū)分為主導(dǎo)指標(biāo)值和次要指標(biāo)值；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對評價單元形狀的需求，將次要指標(biāo)值對應(yīng)的柵格合并到相鄰的主導(dǎo)指標(biāo)值所對應(yīng)的柵格中，由此得到以所述主導(dǎo)指標(biāo)值所在柵格區(qū)域?yàn)榉指顦?biāo)準(zhǔn)的若干個初步評價單元；
[0015]S7，對于每一個初步評價單元，選取評價指標(biāo)體系中剩余評價指標(biāo)中權(quán)重最大的評價指標(biāo)作為S4中的特定評價指標(biāo)，循環(huán)執(zhí)行S4-S6，調(diào)整分割線位置，對所述初步評價單元進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，直至完成最后一個評價指標(biāo)；另外，兼顧生產(chǎn)實(shí)踐的需求，確定最終評價單元的形狀，得到最終的若干個評價單元；
[0016]S8，構(gòu)建評價等級標(biāo)準(zhǔn)，所述評價等級標(biāo)準(zhǔn)由w個適宜等級構(gòu)成；每一個適宜等級對應(yīng)一個適宜區(qū)間，分別為:(Xi±，XiT)，i=l，2，3，4…w ;其中，xi±、xiT為各區(qū)間的邊界值；
[0017]對于S7得到的所述評價單元，將所述評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)劃分為兩類:定量評價指標(biāo)和定性評價指 標(biāo)；
[0018]對于所述定性評價指標(biāo)，采用專家經(jīng)驗(yàn)法打分，確定每一個定性評價指標(biāo)分別對w個適宜等級的隸屬度；
[0019]對于所述定量評價指標(biāo)，使用所述模糊隸屬度函數(shù)，計(jì)算得到定量指標(biāo)值對w個適宜等級的隸屬度；
[0020]由此得到模糊關(guān)系矩陣，所述模糊關(guān)系矩陣用于表示各個評價指標(biāo)分別對w個適宜等級的隸屬度；
[0021]S9，讀取所述模糊關(guān)系矩陣，將其與對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重相乘，根據(jù)最大隸屬度原則，得到指定礦業(yè)廢棄地對某一特定用途的復(fù)墾適宜等級。
[0022]優(yōu)選的，S2中，當(dāng)特定用途為耕地時，所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系包括:
[0023]將工程復(fù)墾條件、生物復(fù)墾條件和區(qū)位條件作為一級評價指標(biāo)；
[0024]將地形坡度和損毀程度作為所述工程復(fù)墾條件的二級評價指標(biāo)；
[0025]將土壤質(zhì)地和灌溉保證率作為所述生物復(fù)墾條件的二級評價指標(biāo)；
[0026]將距公路距離和距城鎮(zhèn)距離作為所述區(qū)位條件的二級評價指標(biāo)。
[0027]優(yōu)選的，S8中，所述評價等級標(biāo)準(zhǔn)由4個適宜等級構(gòu)成，分別為:高度適宜等級、中度適宜等級、勉強(qiáng)適宜等級和低度適宜等級。
[0028]優(yōu)選的,S8中,對于所述定量評價指標(biāo),建立與所述定量評價指標(biāo)類型對應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，具體為:
[0029]將所述定量評價指標(biāo)進(jìn)一步劃分為升型定量評價指標(biāo)和降型定量評價指標(biāo)；其中，所述升型定量評價指標(biāo)是指:指標(biāo)值越高，適宜等級越高的評價指標(biāo)；所述降型定量評價指標(biāo)是指:指標(biāo)值越高，適宜等級越低的評價指標(biāo)；[0030]對于升型定量評價指標(biāo):
[0031]采用升半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對高度適宜等級的隸屬度；
[0032]采用第一正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對中度適宜等級的隸屬度；
[0033]采用第二正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對勉強(qiáng)適宜等級的隸屬度；
[0034]采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對低度適宜等級的隸屬度；
[0035]對于降型定量評價指標(biāo):
[0036]采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對高度適宜等級的隸屬度；
[0037]采用第一正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對中度適宜等級的隸屬度；
[0038]采用第二正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對勉強(qiáng)適宜等級的隸屬度；
[0039]采用升半梯形隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對低度適宜等級的隸屬度。
[0040]優(yōu)選的，設(shè)Uk為評價指標(biāo)，k=l, 2，3，4 ；Vn為適宜等級，n=l, 2，3，4，V1為高度適宜、V2為中度適宜、V3為勉強(qiáng)適宜、V4為低度適宜；UkVn為評價指標(biāo)Uk屬于適宜等級Vn的隸屬度；
[0041]設(shè)定四個已知參數(shù),其中,S1是高度適宜區(qū)間中的某一特定值,當(dāng)指標(biāo)值Xh1,在此范圍的指標(biāo)值屬于高度適宜；a4是低度適宜區(qū)間的某一特定值,當(dāng)指標(biāo)值x>a4時，該指標(biāo)值范圍屬于不適宜區(qū)；a2、a3分別為高度適宜與低度適宜的隸屬度函數(shù)曲線與X軸的交點(diǎn)坐標(biāo)；a2的值為中度適宜區(qū)間指標(biāo)值左右閥值的平均值；a3的值為勉強(qiáng)適宜區(qū)間指標(biāo)值左右閥值的平均值；
[0042]正態(tài)分布函數(shù)采用
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，建立并實(shí)時維護(hù)礦業(yè)廢棄地屬性表；所述礦業(yè)廢棄地屬性表由多個表項(xiàng)組成，每一個表項(xiàng)用于存儲礦業(yè)廢棄地唯一標(biāo)識、礦業(yè)廢棄地類型以及礦業(yè)廢棄地基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系； S2，根據(jù)需要評價適宜性的復(fù)墾利用方向，構(gòu)建由若干個評價指標(biāo)組成的評價指標(biāo)體系; S3，確定所述評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)的權(quán)重； S4，選取權(quán)重最大的特定評價指標(biāo)，判斷是否存在與所述特定評價指標(biāo)權(quán)重相差范圍在0.05之內(nèi)的其他評價指標(biāo)，如果否，則直接執(zhí)行S6 ;如果是，則執(zhí)行S5 ； S5，從所述其他評價指標(biāo)和所述特定評價指標(biāo)中選取數(shù)據(jù)精度最高的評價指標(biāo)，該數(shù)據(jù)精度最高的評價指標(biāo)作為所述特定評價指標(biāo)，然后，執(zhí)行S6 ； S6，基于礦業(yè)廢棄地圖斑的原始遙感影像，分別計(jì)算所述特定評價指標(biāo)在每一個柵格的指標(biāo)值，共有m個指標(biāo)值，分別計(jì)為PpP2-Pm ;再進(jìn)一步計(jì)算每一個指標(biāo)值對應(yīng)的柵格總面積占原始遙感影像總面積S的比例，得到m個比值，分別計(jì)為SpS^Sm ;其中，Si為Pi對應(yīng)的柵格總面積占原始遙感影像總面積S的比例；i e (1、2…m)； 根據(jù)SpS2-Sm比值的大小，將對應(yīng)的m個指標(biāo)值區(qū)分為主導(dǎo)指標(biāo)值和次要指標(biāo)值；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對評價單元形狀的需求，將次要指標(biāo)值對應(yīng)的柵格合并到相鄰的主導(dǎo)指標(biāo)值所對應(yīng)的柵格中，由此得到以所述主導(dǎo)指標(biāo)值所在柵格區(qū)域?yàn)榉指顦?biāo)準(zhǔn)的若干個初步評價單元; S7，對于每一個初步評價單元，選取評價指標(biāo)體系中剩余評價指標(biāo)中權(quán)重最大的評價指標(biāo)作為S4中的特定評價指標(biāo)，循環(huán)執(zhí)行S4-S6，調(diào)整分割線位置，對所述初步評價單元進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，直至完成最后一個評價指標(biāo)；另外，兼顧生產(chǎn)實(shí)踐的需求，確定最終評價單元的形狀，得到最終的若干個評價單元； S8，構(gòu)建評價等級標(biāo)準(zhǔn)，所述評價等級標(biāo)準(zhǔn)由w個適宜等級構(gòu)成；每一個適宜等級對應(yīng)一個適宜區(qū)間，分別為:(Xi上，Xi下)，i=l, 2，3，4…w ;其中，Xi上、Xi下為各區(qū)間的邊界值；對于S7得到的所述評價單元，將所述評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)劃分為兩類:定量評價指標(biāo)和定性評價指標(biāo)； 對于所述定性評價指標(biāo)，采用專家經(jīng)驗(yàn)法打分，確定每一個定性評價指標(biāo)分別對w個適宜等級的隸屬度； 對于所述定量評價指標(biāo)，使用模糊隸屬度函數(shù)，計(jì)算得到定量指標(biāo)值對w個適宜等級的隸屬度； 由此得到模糊關(guān)系矩陣，所述模糊關(guān)系矩陣用于表示各個評價指標(biāo)分別對w個適宜等級的隸屬度； S9，讀取所述模糊關(guān)系矩陣，將其與對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重相乘，根據(jù)最大隸屬度原則，得到指定礦業(yè)廢棄地對某一特定用途的復(fù)墾適宜等級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，S2中，當(dāng)特定用途為耕地時，所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系包括: 將工程復(fù)墾條件、生物復(fù)墾條件和區(qū)位條件作為一級評價指標(biāo)；將地形坡度和損毀程度作為所述工程復(fù)墾條件的二級評價指標(biāo)； 將土壤質(zhì)地和灌溉保證率作為所述生物復(fù)墾條件的二級評價指標(biāo)； 將距公路距離和距城鎮(zhèn)距離作為所述區(qū)位條件的二級評價指標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，S8中，所述評價等級標(biāo)準(zhǔn)由4個適宜等級構(gòu)成，分別為:高度適宜等級、中度適宜等級、勉強(qiáng)適宜等級和低度適宜等級。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，S8中，對于所述定量評價指標(biāo)，建立與所述定量評價指標(biāo)類型對應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，具體為: 將所述定量評價指標(biāo)進(jìn)一步劃分為升型定量評價指標(biāo)和降型定量評價指標(biāo)；其中，所述升型定量評價指標(biāo)是指:指標(biāo)值越高，適宜等級越高的評價指標(biāo)；所述降型定量評價指標(biāo)是指:指標(biāo)值越高，適宜等級越低的評價指標(biāo)； 對于升型定量評價指標(biāo): 采用升半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對高度適宜等級的隸屬度； 采用第一正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對中度適宜等級的隸屬度； 采用第二正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對勉強(qiáng)適宜等級的隸屬度； 采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標(biāo)對低度適宜等級的隸屬度； 對于降型定量評價指標(biāo): 采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對高度適宜等級的隸屬度； 采用第一正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對中度適宜等級的隸屬度； 采用第二正態(tài)分布隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對勉強(qiáng)適宜等級的隸屬度； 采用升半梯形隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標(biāo)對低度適宜等級的隸屬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，設(shè)Uk為評價指標(biāo)，k=l，2，3，4 ;Vn為適宜等級，n=l，2，3，4，V1為高度適宜、V2為中度適宜、V3為勉強(qiáng)適宜、V4為低度適宜；UkVn為評價指標(biāo)Uk屬于適宜等級Vn的隸屬度； 設(shè)定ap a2、a3、a4四個已知參數(shù),其中，S1是高度適宜區(qū)間中的某一特定值,當(dāng)指標(biāo)值XCa1,在此范圍的指標(biāo)值屬于高度適宜；a4是低度適宜區(qū)間的某一特定值，當(dāng)指標(biāo)值x>a4時，該指標(biāo)值范圍屬于不適宜區(qū)；a2、a3分別為高度適宜與低度適宜的隸屬度函數(shù)曲線與X軸的交點(diǎn)坐標(biāo)；a2的值為中度適宜區(qū)間指標(biāo)值左右閥值的平均值；a3的值為勉強(qiáng)適宜區(qū)間指標(biāo)值左右閥值的平均值；


-(x-m)2 正態(tài)分布函數(shù)采用u(x+)=，其中，m由評價指標(biāo)左右閥值的平均值獲得，即
—(+X I"Hi=Bi, i=2, 3 ； D =i一 1=2, 3 ；b為處于中度適宜、勉強(qiáng)適宜兩個適宜等級區(qū)間上的邊界值屬于兩個適宜等級的隸屬度，取(0.45~0.55)之間的值；則:對于降型定量評價指標(biāo)，對各適宜等級的隸屬度函數(shù)通用公式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的礦業(yè)廢棄地復(fù)墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，采用層次分析法確定所述評價指標(biāo)體系中各評價指標(biāo)的權(quán)重。
【文檔編號】G06F19/00GK103995952SQ201410103210
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】程琳琳, 婁尚, 李繼欣, 徐穎慧, 王鵬飛 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)