一種改進的礦業(yè)廢棄地復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，提供一種改進的礦業(yè)廢棄地復墾適宜性模糊綜合評價方法，包括：構(gòu)建評價指標體系；確定各評價指標權(quán)重；基于在遙感影像上提取的礦業(yè)廢棄地圖斑進行評價單元劃分；依據(jù)評價指標權(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)評價指標的各個指標值所占礦業(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，將評價指標劃分為定量評價指標和定性評價指標，針對不同類型的評價指標，建立不同的隸屬度函數(shù)，進而得到對某一特定用途的復墾適宜等級。具有評價結(jié)果更為客觀、準確、工作量小，可直接服務(wù)于生產(chǎn)實踐的優(yōu)點。
【專利說明】一種改進的礦業(yè)廢棄地復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】，具體涉及一種改進的礦業(yè)廢棄地復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)境帶來嚴重的影響。因此，開展土地復墾工作，將被破壞的土地采取整治措施恢復為可利用土地尤為重要。
[0003]礦業(yè)廢棄地復墾適宜性評價，對于土地復墾具有重要意義，是在對土地總體質(zhì)量的調(diào)查和破壞土地情況的統(tǒng)計與預測基礎(chǔ)上，確定待復墾土地合理的利用方向，從而為采取相應(yīng)的復墾措施提供依據(jù)。
[0004]在進行礦業(yè)廢棄地復墾適宜性評價過程中，評價單元是進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算量。現(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用。(2)將各評價指標的圖層進行疊加，將疊加后的各指標值基本一致的區(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)明提供一種改進的礦業(yè)廢棄地復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、準確、工作量小的優(yōu)點，還可直接服務(wù)于生產(chǎn)實踐，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)明提供一種改進的礦業(yè)廢棄地復墾適宜性模糊綜合評價方法，包括以下步驟:
[0008]SI，建立并實時維護礦業(yè)廢棄地屬性表；所述礦業(yè)廢棄地屬性表由多個表項組成，每一個表項用于存儲礦業(yè)廢棄地唯一標識、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墾利用方向，構(gòu)建由若干個評價指標組成的評價指標體系；
[0010]S3，確定所述評價指標體系中各評價指標的權(quán)重；
[0011]S4，選取權(quán)重最大的特定評價指標，判斷是否存在與所述特定評價指標權(quán)重相差范圍在0.05之內(nèi)的其他評價指標，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和所述特定評價指標中選取數(shù)據(jù)精度最高的評價指標，該數(shù)據(jù)精度最高的評價指標作為所述特定評價指標，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，分別計算所述特定評價指標在每一個柵格的指標值，共有m個指標值，分別計為PpP2-Pm ;再進一步計算每一個指標值對應(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個指標值區(qū)分為主導指標值和次要指標值；結(jié)合生產(chǎn)實踐對評價單元形狀的需求，將次要指標值對應(yīng)的柵格合并到相鄰的主導指標值所對應(yīng)的柵格中，由此得到以所述主導指標值所在柵格區(qū)域為分割標準的若干個初步評價單元；
[0015]S7，對于每一個初步評價單元，選取評價指標體系中剩余評價指標中權(quán)重最大的評價指標作為S4中的特定評價指標，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行進一步細化，直至完成最后一個評價指標；另外，兼顧生產(chǎn)實踐的需求，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)建評價等級標準，所述評價等級標準由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，將所述評價指標體系中各評價指標劃分為兩類:定量評價指標和定性評價指 標；
[0018]對于所述定性評價指標，采用專家經(jīng)驗法打分，確定每一個定性評價指標分別對w個適宜等級的隸屬度；
[0019]對于所述定量評價指標，使用所述模糊隸屬度函數(shù)，計算得到定量指標值對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墾適宜等級。
[0022]優(yōu)選的，S2中，當特定用途為耕地時，所構(gòu)建的評價指標體系包括:
[0023]將工程復墾條件、生物復墾條件和區(qū)位條件作為一級評價指標；
[0024]將地形坡度和損毀程度作為所述工程復墾條件的二級評價指標；
[0025]將土壤質(zhì)地和灌溉保證率作為所述生物復墾條件的二級評價指標；
[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。
[0027]優(yōu)選的，S8中，所述評價等級標準由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,建立與所述定量評價指標類型對應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，具體為:
[0029]將所述定量評價指標進一步劃分為升型定量評價指標和降型定量評價指標；其中，所述升型定量評價指標是指:指標值越高，適宜等級越高的評價指標；所述降型定量評價指標是指:指標值越高，適宜等級越低的評價指標；[0030]對于升型定量評價指標:
[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對勉強適宜等級的隸屬度；
[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對低度適宜等級的隸屬度；
[0035]對于降型定量評價指標:
[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對勉強適宜等級的隸屬度；
[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對低度適宜等級的隸屬度。
[0040]優(yōu)選的，設(shè)Uk為評價指標，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為勉強適宜、V4為低度適宜；UkVn為評價指標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,當指標值Xh1,在此范圍的指標值屬于高度適宜；a4是低度適宜區(qū)間的某一特定值,當指標值x>a4時，該指標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軸的交點坐標；a2的值為中度適宜區(qū)間指標值左右閥值的平均值；a3的值為勉強適宜區(qū)間指標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】
1.一種改進的礦業(yè)廢棄地復墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，建立并實時維護礦業(yè)廢棄地屬性表；所述礦業(yè)廢棄地屬性表由多個表項組成，每一個表項用于存儲礦業(yè)廢棄地唯一標識、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墾利用方向，構(gòu)建由若干個評價指標組成的評價指標體系; S3，確定所述評價指標體系中各評價指標的權(quán)重； S4，選取權(quán)重最大的特定評價指標，判斷是否存在與所述特定評價指標權(quán)重相差范圍在0.05之內(nèi)的其他評價指標，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和所述特定評價指標中選取數(shù)據(jù)精度最高的評價指標，該數(shù)據(jù)精度最高的評價指標作為所述特定評價指標，然后，執(zhí)行S6 ； S6，基于礦業(yè)廢棄地圖斑的原始遙感影像，分別計算所述特定評價指標在每一個柵格的指標值，共有m個指標值，分別計為PpP2-Pm ;再進一步計算每一個指標值對應(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個指標值區(qū)分為主導指標值和次要指標值；結(jié)合生產(chǎn)實踐對評價單元形狀的需求，將次要指標值對應(yīng)的柵格合并到相鄰的主導指標值所對應(yīng)的柵格中，由此得到以所述主導指標值所在柵格區(qū)域為分割標準的若干個初步評價單元; S7，對于每一個初步評價單元，選取評價指標體系中剩余評價指標中權(quán)重最大的評價指標作為S4中的特定評價指標，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行進一步細化，直至完成最后一個評價指標；另外，兼顧生產(chǎn)實踐的需求，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)建評價等級標準，所述評價等級標準由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，將所述評價指標體系中各評價指標劃分為兩類:定量評價指標和定性評價指標； 對于所述定性評價指標，采用專家經(jīng)驗法打分，確定每一個定性評價指標分別對w個適宜等級的隸屬度； 對于所述定量評價指標，使用模糊隸屬度函數(shù)，計算得到定量指標值對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墾適宜等級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的礦業(yè)廢棄地復墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，S2中，當特定用途為耕地時，所構(gòu)建的評價指標體系包括: 將工程復墾條件、生物復墾條件和區(qū)位條件作為一級評價指標；將地形坡度和損毀程度作為所述工程復墾條件的二級評價指標； 將土壤質(zhì)地和灌溉保證率作為所述生物復墾條件的二級評價指標； 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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的礦業(yè)廢棄地復墾適宜性模糊綜合評價方法，其特征在于，S8中，所述評價等級標準由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所述的改進的礦業(yè)廢棄地復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，建立與所述定量評價指標類型對應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)，具體為: 將所述定量評價指標進一步劃分為升型定量評價指標和降型定量評價指標；其中，所述升型定量評價指標是指:指標值越高，適宜等級越高的評價指標；所述降型定量評價指標是指:指標值越高，適宜等級越低的評價指標； 對于升型定量評價指標: 采用升半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標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對勉強適宜等級的隸屬度； 采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述升型定量評價指標對低度適宜等級的隸屬度； 對于降型定量評價指標: 采用降半梯形隸屬度函數(shù)確定所述降型定量評價指標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對勉強適宜等級的隸屬度； 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所述的改進的礦業(yè)廢棄地復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，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為勉強適宜、V4為低度適宜；UkVn為評價指標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,當指標值XCa1,在此范圍的指標值屬于高度適宜；a4是低度適宜區(qū)間的某一特定值，當指標值x>a4時，該指標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軸的交點坐標；a2的值為中度適宜區(qū)間指標值左右閥值的平均值；a3的值為勉強適宜區(qū)間指標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，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所述的改進的礦業(yè)廢棄地復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體系中各評價指標的權(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(北京)