一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，包括以下步骤：获取黄土高原范围内的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据，并对获取的数据进行预处理，以得到栅格数据；将沟谷密度栅格数据转换成矢量点数据集，同时记录每个点位置处的沟谷密度值，对点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集；将第二类环境数据进行重新分类处理；将分类后的数据作为属性信息添加到点数据子集属性表中；将点数据子集属性信息导出到地理探测器软件中，进行地理探测计算。本发明专利技术基于地理探测器对多种影响黄土沟壑发育的环境因素进行分析，找到对黄土沟壑发育影响最大的一种环境因子，对黄土沟壑发育进行更加精准全面的分析。

A method for analyzing the influence mechanism of loess gully development based on geographical detector

【技术实现步骤摘要】
一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法
本专利技术涉及黄土沟壑发育影响机理
，具体而言，涉及一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法。
技术介绍
黄土沟壑的发育问题一直是地貌学领域的研究热点，而目前的研究多集中在黄土沟壑发育的水动力机理研究和沟壑发育模拟演化模型的研究，鲜有研究聚焦于黄土沟壑发育过程中的环境因素的影响。在黄土沟壑发育的过程中，降雨是推动沟壑侵蚀的第一动力，但不是唯一因素，沟壑的形成和进一步发育是自然界多种因素综合作用的结果，是一个非线性的作用过程，因此亟待一种非线性模型来解决这个问题。在探索多个变量之间的关联性方面多使用空间回归分析方法，该方法的理论基础是空间自相关，在此领域出现了诸多研究方法和工具，例如SAR/MAR/CAR、最小二乘法(ordinarylinearregressions，OLS)、探索性回归模型、地理加权回归模型(geo-graphicallyweightedregression，GWR)等，这些方法均促进了人们对具有空间自相关特征数据的分析和挖掘。然而，传统的回归分析模型在探测双因子对因变量的交互作用方面有明显缺陷，无法保证其统计显著性。
技术实现思路
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本专利技术实施例提供一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，基于地理探测器通过对多种影响黄土沟壑发育的环境因素进行分析，实现了基于地理探测器的黄土沟壑发育环境依赖性分析，建立了黄土沟壑发育与环境因素之间的非线性关系模型，探索黄土沟壑发育过程中不同环境因素的影响程度，找到对黄土沟壑发育影响最大的一种环境因子，以便后续对黄土沟壑发育进行更加精准全面的分析。本专利技术的实施例是这样实现的：一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，包括以下步骤：获取黄土高原范围内的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据，并对获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据进行预处理，以得到栅格数据；将得到的栅格数据中的沟谷密度栅格数据转换成矢量点数据集，同时记录每个点位置处的沟谷密度值，对矢量点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集；保留栅格数据中的第一类环境数据的栅格数据，并将第一类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；按照自然间断点分级法将栅格数据中的第二类环境数据进行重新分类处理；将重新分类后的第二类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；将点数据子集的属性表中的属性信息导出到地理探测器软件中，进行地理探测计算，获取探测结果。对黄土沟壑发育影响机理进行分析，获取黄土高原范围内的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据等多个类型的数据，为后续分析提供全面的数据，将获取的数据进行预处理，统一研究数据的投影坐标系，统一研究数据的栅格大小，同时，根据DEM数据计算获取坡度数据和坡向数据，获取DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的栅格数据，将获取的沟谷密度栅格数据转换成矢量点数据集，同时记录每个点位置处的沟谷密度值，对矢量点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集，保留第一类环境数据(土地利用数据、侵蚀强度数据、土壤类型数据和植被类型数据)的原始类型即第一类环境数据的栅格数据，并将第一类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中，按照自然间断点分级法将栅格数据中的第二类环境数据的栅格数据(坡度数据、坡向数据、NDVI数据、降雨量数据、黄土厚度数据和土壤质地数据)进行重新分类处理，按照自然间断点分级法将第二类环境数据分为30类；将重新分类后的第二类环境数据作为属性信息添加到点数据子集属性表中；将点数据子集属性信息导出到地理探测器软件中，将沟谷密度作为因变量，其它环境因子作为自变量，进行地理探测计算，最终得到风险探测、因子探测、生态探测和交互探测结果。基于地理探测器通过对多种影响黄土沟壑发育的环境因素进行分析，实现了基于地理探测器的黄土沟壑发育环境依赖性分析，建立了黄土沟壑发育与环境因素之间的非线性关系模型，探索黄土沟壑发育过程中不同环境因素的影响程度，找到对黄土沟壑发育影响最大的一种环境因子，以便后续对黄土沟壑发育进行更加精准全面的分析。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，对获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据进行预处理以得到栅格数据的方法包括以下步骤：将获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的投影坐标系信息统一设置为Mercator投影坐标系，并获取DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的初始栅格数据；设定采样栅格大小信息；根据设定的采样栅格大小信息对获取DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的初始栅格数据进行重新采样，获取目标栅格数据。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，对获取的DEM数据进行预处理的方法还包括以下步骤：对获取的DEM数据进行分析，根据DEM数据计算获取坡度数据和坡向数据。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，第一类环境数据包括土地利用数据、侵蚀强度数据、土壤类型数据和植被类型数据；第二类环境数据包括坡度数据、坡向数据、NDVI数据、降雨量数据、黄土厚度数据和土壤质地数据。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，土壤质地数据包括砂土含量数据、粉砂土含量数据和黏土含量数据。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，对点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集的方法包括以下步骤：A1、获取矢量点数据集中的要素信息以及要素数量N；A2、将矢量点数据集分割成第一点数据子集和第二点数据子集，将矢量点数据集中的要素信息按照设定比例分配到第一点数据子集和第二点数据子集中；A3、获取第一点数据子集中的要素数量L以及第二点数据子集中的要素数量N-L；A4、从[0，1]区间内按照均匀分布原则生成随机值，判断随机值是否小于L/N，如果是，则将要素信息分配到第一点数据子集中，并进入步骤A5；如果否，则将要素信息分配到第二点数据子集中，并进入步骤A5；A5、判断矢量点数据集中的要素信息是否分配完毕，如果是，则输出第一点数据子集和第二点数据子集；如果否，则进入步骤A4。在本专利技术的一些实施例中，一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，按照自然间断点分级法将第二类环境数据进行重新分类处理的方法包括以下步骤：将坡度数据、坡向数据、NDVI数据、降雨量数据、黄土厚度数据和土壤质地数据分别导入到ArcGIS软件的重分类工具中；按照自然间断点分级法预设定划分类别，根据划分类别对导入的数据进行重新分类；将重分类过程中产生的缺失值标记为NoData。在本专利技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取黄土高原范围内的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据，并对获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据进行预处理，以得到栅格数据；/n将得到的栅格数据中的沟谷密度栅格数据转换成矢量点数据集，同时记录每个点位置处的沟谷密度值，对矢量点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集；/n保留栅格数据中的第一类环境数据的栅格数据，并将第一类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；/n按照自然间断点分级法将栅格数据中的第二类环境数据进行重新分类处理；/n将重新分类后的第二类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；/n将点数据子集的属性表中的属性信息导出到地理探测器软件中，进行地理探测计算，获取探测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取黄土高原范围内的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据，并对获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据进行预处理，以得到栅格数据；
将得到的栅格数据中的沟谷密度栅格数据转换成矢量点数据集，同时记录每个点位置处的沟谷密度值，对矢量点数据集按照均匀分布原则提取点数据子集；
保留栅格数据中的第一类环境数据的栅格数据，并将第一类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；
按照自然间断点分级法将栅格数据中的第二类环境数据进行重新分类处理；
将重新分类后的第二类环境数据作为属性信息添加到点数据子集的属性表中；
将点数据子集的属性表中的属性信息导出到地理探测器软件中，进行地理探测计算，获取探测结果。


2.根据权利要求1所述的一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，所述对获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据进行预处理以得到栅格数据的方法包括以下步骤：
将获取的DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的投影坐标系信息统一设置为Mercator投影坐标系，并获取DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的初始栅格数据；
设定采样栅格大小信息；
根据设定的采样栅格大小信息对获取DEM数据、沟谷密度数据、第一类环境数据和第二类环境数据的初始栅格数据进行重新采样，获取目标栅格数据。


3.根据权利要求2所述的一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，所述对获取的DEM数据进行预处理的方法还包括以下步骤：
对获取的DEM数据进行分析，根据DEM数据计算获取坡度数据和坡向数据。


4.根据权利要求1所述的一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，所述第一类环境数据包括土地利用数据、侵蚀强度数据、土壤类型数据和植被类型数据；所述第二类环境数据包括坡度数据、坡向数据、NDVI数据、降雨量数据、黄土厚度数据和土壤质地数据。


5.根据权利要求4所述的一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，所述土壤质地数据包括砂土含量数据、粉砂土含量数据和黏土含量数据。


6.根据权利要求1所述的一种基于地理探测器的黄土沟壑发育影响机理分析方法，其特征在于，所述对矢量点数据集按照均匀分布原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海龙，陈杰杰，
申请(专利权)人：南京国准数据有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32