The present invention relates to a method of land use data assimilation based on Bayesian reasoning. The core of this method is to map the discrete type distribution variable to the continuous type distribution density, and to calculate the posterior distribution probability of the type variable by taking the continuous type distribution density as the intermediate variable. The invention introduces the idea of Bayesian reasoning based on conjugate prior into the land use dynamic model, and assimilates the land use types simulated by the discrete and multi-dimensional model by fusing the observed data, so as to improve the simulation and prediction accuracy of the land use dynamic model. In the model aspect, the multi-dimensional land use/cover change dynamic model is used for the first time to study the assimilation of various land use types. In the method, an assimilation strategy is introduced for the first time to update discrete type distributed state variables.
【技术实现步骤摘要】
一种基于贝叶斯推理的土地利用数据同化方法摘要本专利技术发展了一种基于贝叶斯推理的土地利用数据同化方法,该方法的核心是将离散的类型分布变量对应到连续的类型分布密度,并将连续的类型分布密度作为中间变量,进而计算类型变量的后验分布概率。本专利技术将基于共轭先验的贝叶斯推理思想引入到土地利用动态模型中,通过融合观测数据,对离散的、多维的模型模拟的土地利用类型进行同化,提高土地利用动态模型的模拟预测精度。
本专利技术涉及地理信息科学
,具体来说是一种基于贝叶斯推理的土地利用数据同化方法。
技术介绍
土地利用变化是人类活动对地球表层系统影响最直接的表现方式,通过改变地球表层系统的下垫面,影响了地球表层系统各大圈层的循环过程。因此,准确模拟和预测过去、现在、未来地球表层真实的土地利用变化格局和过程,可为土地利用规划、政策决策提供科学依据,也可服务于区域可持续发展。模型和观测是土地利用变化研究的两种基本手段。模型有助于深入了解土地利用变化成因,重建过去、预测未来发展趋势、评估环境影响以及支持土地利用规划决策分析。目前,元胞自动机(CellularAutomata,CA)已成为土地利用变化模拟最常用的工具之一。但元胞自动机模型结构、静态参数以及边界条件、初始场引起的误差和不确定性会随着模型的运行不断的传递和积累;而观测能够快速准确地获取各种时空尺度上观测时刻的地表真实土地利用状况。但无法了解无观测时刻的状况,不能提供时间上连续的土地利用变化情况。如何将观测信息和模型有机融合,来量化和减少土地利用模拟和预测中的各种不确定性,获取时空连续的土地利用信息,是目前土地利用变化 ...
【技术保护点】
1.一种基于贝叶斯推理的土地利用数据同化方法,在于发展多维、离散的土地利用类型同化方法,其特征在于:所述同化方法包括以下步骤:第1步:利用历史变化数据集对土地利用动态模型进行校准,获得模型的参数值;第2步:将研究区划分为若干个正方形网格,每个网格包含k×k个像元(元胞);选择其中的若干个正方形网格作为观测点;第3步:运行土地利用动态模型,当模拟到观测年份时,得到土地利用类型转换概率,以及模拟值α,同时提取该同化年份的观测值c;第4步:运行基于共轭先验的贝叶斯推理公式,得到同化值;其中,基于共轭先验的贝叶斯推理公式如下:
【技术特征摘要】
1.一种基于贝叶斯推理的土地利用数据同化方法,在于发展多维、离散的土地利用类型同化方法,其特征在于:所述同化方法包括以下步骤:第1步:利用历史变化数据集对土地利用动态模型进行校准,获得模型的参数值;第2步:将研究区划分为若干个正方形网格,每个网格包含k×k个像元(元胞);选择其中的若干个正方形网格作为观测点;第3步:运行土地利用动态模型,当模拟到观测年份时,得到土地利用类型转换概率,以及模拟值α,同时提取该同化年份的观测值c;第4步:运行基于共轭先验的贝叶斯推理公式,得到同化值;其中,基于共轭先验的贝叶斯推理公式如下:式中,是同化后的土地利用类型的分布密度值;是土地利用类型的观测数目;代表模型中模拟的土地利用类型数目;是所有土地利用类型的观测数目;是模拟的所有土地利用类型数目;第5步:根据同化值,对当前的模拟结果进行修正;具体修正步骤如下:S1:在观测点,基于同化值和正方形方格的面积,计算得到各土地利用类型的变化数量,其计算...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡晓利,李新,
申请(专利权)人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,
类型:发明
国别省市:甘肃,62
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。