一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，包括如下步骤：步骤一：银杏分布数据的获取与处理，主导环境因子包括：气候因子，坡度和坡向；步骤一中银杏地理分布点通过中国数字植物标本馆、国家标本信息基础设施、及实地调查数据获得；所述气候因子共19个，来自世界气候数据；地形数据来自地理空间数据云，经ArcGISMapl0.2处理得到坡度和坡向；将以上数据采用ArcGISMapl0.6处理并统一坐标，空间分辨率为1X1km，输出为.asc格式文件，用于Maxent软件分析；步骤二：运用最大煽模型和地理信息系统分析其潜在生境分布，利用MaxEnt软件内置的刀切法分析影响其分布的主要环境因子；步骤三、预测结果采用受试者工作特征曲线进行检验精度，生成中国银杏生境预测结果。结果。结果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法


[0001]本专利技术属于植物生存适应性研究、植物潜在分布预测
，尤其涉及一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法。

技术介绍

[0002]银杏这一古老物种曾经一度被认为已经灭绝，直到后来在中国重新发现，由于百年老树已不多见，与其同纲的所有其他植物皆已灭绝，故而银杏是裸子植物门中独纲、独目、独科、独属、独种树木，有着活化石的美称。银杏树生长较慢但寿命极长，是树木中的寿星，具有极高的观赏性和经济价值，是集药用、材用、果用、生态防护与科学研究等功能于一体的高价值树种。目前，通过良种选育及繁殖技术，银杏已遍及国内25个省(市、自治区)，国外银杏也均直接或间接由中国传入。
[0003]植物生长需要合适的生态环境，生物生活的空间和其中全部生态因子的总和。生态因子包括光照、温度、水分、空气、无机盐类等非生物因子和食物、天敌等生物因子。植物提供人类所需的各式生存环境，地表热量分布不均使全球植物资源差异分布，造成地球上植物资源丰富多样。受地震、火灾、全球气候变化等自然因素和过度获取资源、环境开发、人口压力等人为因素的影响，部分地区的植物资源破坏严重，造成其生境的丧失和破碎化。如何保持植物资源的多样性和可持续利用已是全球共同关注的热点。因此，保护野生濒危植物需先研究其生境条件、及其生存空间与环境因子的关系，从而制定合理的保护对策。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于Arcgis软件和MaxEnt模型对中国银杏的分布适应性评价方法，可以快速确定银杏生长所需要的环境因素以及地形因素。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：银杏分布数据的获取与处理；
[0008]步骤二：运用最大煽模型和地理信息系统分析其潜在生境分布，利用MaxEnt 软件内置的刀切法分析影响其分布的主要环境因子；
[0009]步骤三、预测结果采用受试者工作特征曲线进行检验精度，生成中国银杏生境预测结果；
[0010]优选地，所述步骤一中数据获取的主导环境因子包括：气候因子，坡度和坡向；
[0011]优选地，所述步骤一中银杏地理分布点通过中国数字植物标本馆、国家标本信息基础设施、及实地调查数据获得；所述气候因子共19个，来自世界气候数据；地形数据来自地理空间数据云，经ArcGISMapl0.2处理得到坡度和坡向；将以上数据采用ArcGISMapl0.6处理并统一坐标，空间分辨率为1X1km，输出为.asc 格式文件，用于Maxent软件分析；
[0012]优选地，所述步骤二具体操作为：利用Maxent软件的刀切法评价21个环境因子的
权重，为避免过度拟合，取≥1％的因子，去除相关系数是|r|≥0.8的因子；Maxent模型参数设置5000次运算，25％作为训练因子，75％作为测试因子，重复10次，其他参数为默认；
[0013]优选地，所述步骤三具体操作为：用刀切法作为模型精度的评判方法，所有环境因子和主导环境因子的10次AUC值平均值分别为0.911和0.916，均大于 0.9，说明MaxEnt出色的模型性能，预测结果精度高，能够采用主导环境因子作为预测因子；
[0014]优选地，所述环境因子和主导环境因子的因子贡献率具体为：年平均气温、最冷月份最低温、最热季度均温、年均降雨量因子对银杏分布预测的影响最大，贡献率＞80.0％；以温度为主要因子，其次为降雨量。
[0015]本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，具有如下有益效果：
[0016]本专利技术通过采集中国的银杏分布数据并进行相关性分析，选取适合的采样点，使用Arcgis软件对19个环境因子和2个地形因子(坡度、坡向)进行处理，将这21个环境因子带入MaxEnt模型进行刀切法分析主要环境因子，并预测银杏的适生区，对银杏生长所需要的生长环境进行评价，得出最适宜银杏生长的环境因子，为银杏的选育和野生资源的保护提供重要的指导。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法的10次模拟ROC曲线图。
[0018]图2为本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法的潜在分布环境变量Jackknife检验图。
[0019]图3为本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法的主导环境变量响应曲线图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。
[0021]本专利技术提供的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，包括如下步骤：
[0022]步骤一：银杏分布数据的获取与处理，其中，主导环境因子具体包括：气候因子、坡度和坡向，具体如表1所示：
[0023]表1潜在适生区预测环境变量
[0024][0025][0026]地理分布点通过中国数字植物标本馆、国家标本信息基础设施、及实地调查数据获得；气候因子共19个，来自世界气候数据；地形数据来自地理空间数据云，经ArcGISMapl0.6处理得到坡度和坡向；将以上数据采用ArcGISMapl0.6处理并统一坐标，空间分辨率为1X1km，输出为.asc格式文件，用于Maxent软件分析；
[0027]步骤二：运用最大煽模型和地理信息系统分析其潜在生境分布，利用MaxEnt 软件内置的刀切法分析影响其分布的主要环境因子，具体操作为：利用Maxent 软件的刀切法评价21个环境因子的权重，为避免过度拟合，取≥1％的因子，去除相关系数是|r|≥0.8的因子；Maxent模型参数设置5000次运算，25％作为训练因子，75％作为测试因子，重复10次，其他参数为默认；
[0028]步骤三、其预测结果采用受试者工作特征曲线进行检验精度，生成中国银杏生境预测结果
[0029]所有环境因子和主导环境因子的10次AUC值平均值分别为0.911和0.912，均大于0.9，说明MaxEnt出色的模型性能，预测结果精度高，能够采用主导环境因子作为预测因子，如图1所示。
[0030]各因子的因子贡献率具体为：年平均气温、最冷月份最低温、最热季度均温、年均降雨量因子对银杏分布预测的影响最大，贡献率＞80.0％；以温度为主要因子，其次为降雨量与地形，具体如表2所示。
[0031]表2银杏分布主要影响因子
[0032][0033][0034]进一步通过刀切法得到检验结果分析，如图2所示。
[0035]接下来分析4个主要因子对银杏的适生区的影响，主要包括：年平均气温、最冷月份最低温、最热季度均温、年均降雨量因子，如图3所示。
[0036]最后将输出数据导入acrgis10.6软件中分析并出图得到银杏在中国适应性分区图，分为非适生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：银杏分布数据的获取与处理；步骤二：运用最大煽模型和地理信息系统分析其潜在生境分布，利用MaxEnt软件内置的刀切法分析影响其分布的主要环境因子；步骤三、预测结果采用受试者工作特征曲线进行检验精度，生成中国银杏生境预测结果。2.根据权利要求1所述的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，其特征在于，所述步骤一中数据获取的主导环境因子包括：气候因子，坡度和坡向。3.根据权利要求2所述的一种基于GIS与最大熵模型预测银杏适应性评价方法，其特征在于，所述步骤一中银杏地理分布点通过中国数字植物标本馆、国家标本信息基础设施、及实地调查数据获得；所述气候因子共19个，来自世界气候数据；地形数据来自地理空间数据云，经ArcGISMapl0.2处理得到坡度和坡向；将以上数据采用ArcGISMapl0.6处理并统一坐标，空间分辨率为1X1km，输出为.asc格式文件，用于Maxent软件分析。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐帅，尹冬梅，高腾，尹高菲，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：