一种长时序农地分布模拟方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种长时序农地分布模拟方法及装置，可用于地理信息技术领域或其他领域，该方法包括：基于农地分布模拟区域中各像素的自然环境因素和社会经济因素模拟对应像素的农地适宜性值；基于各像素的水体、冰雪、城市比例及上一模拟年份的农地实际分配面积中的部分或全部数据计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积；根据滑动窗口大小和各像素上一模拟年份的农地比例数据计算对应像素在待模拟年份的强化核密度和扩张核密度；根据上述各数据将农地需求总量分配到各像素中，得到待模拟年份各像素的实际农地面积。所述装置用于执行上述方法。实现了从历史到未来农地分布的统一模拟，构建了一套精确高效、贯穿历史和未来的农地分布模拟框架。和未来的农地分布模拟框架。和未来的农地分布模拟框架。

【技术实现步骤摘要】
一种长时序农地分布模拟方法及装置


[0001]本申请涉及地理信息
，尤其涉及一种长时序农地分布模拟方法及装置。

技术介绍

[0002]大尺度、长时序、高分辨率的农地分布模拟对于气候变化、生物地球化学循环等方面的研究和管理具有重要的意义。现有技术中，针对历史和未来的农地分布模拟常采用不同的方法。在针对历史的农地分布模拟中，常采用自上而下的方法直接对历史农地面积进行空间分配；在针对未来的农地分布模拟中，常采用空间显式的土地利用变化模型进行模拟，例如CA、FLUS、ABM模型等。现有方法在时间和空间上的可扩展能力有限，难以完成从历史到未来农地分布的统一模拟，因此，构建一套精确高效、贯穿历史和未来的农地分布模拟框架是极为必要的。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本申请提出了一种长时序农地分布模拟方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0004]第一方面，本申请提出一种长时序农地分布模拟方法，包括：
[0005]基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长时序农地分布模拟方法，其特征在于，包括：基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素数据模拟对应像素的农地适宜性值；基于各像素的水体比例、冰雪比例、城市比例及上一模拟年份的农地实际分配面积中的部分或全部数据计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积；将滑动窗口大小设置为N，根据所述滑动窗口大小和各像素上一模拟年份的农地比例数据计算对应像素在待模拟年份的强化核密度和扩张核密度；计算所述强化核密度时N＝1；计算所述扩张核密度时，N为大于1的奇数；根据各像素在待模拟年份的农地适宜性值、最大可分配农地面积及强化核密度或扩张核密度将待模拟年份农地分布模拟区域内的农地需求总量分配到各像素中，得到待模拟年份各像素的实际农地面积。2.根据权利要求1所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素数据模拟对应像素的农地适宜性值，包括：根据生态区数据对所述农地分布模拟区域进行生态区划分，获取不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素数据；将不同生态区内各像素在各待模拟年份的自然环境因素数据输入对应生态区预先训练的自然环境适宜性图层计算模型，得到对应待模拟年份的自然环境适宜性图层，所述自然环境适宜性图层包括各像素在对应待模拟年份的自然环境适宜性值；将不同生态区内各像素的在各待模拟年份的自然环境因素数据和社会经济因素数据输入对应生态区预训练的自然环境
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社会经济适宜性图层计算模型，得到对应待模拟年份的自然环境
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社会经济适宜性图层，所述自然环境
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社会经济适宜性图层包括各像素在对应待模拟年份的自然环境
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社会经济适宜性值；根据各待模拟年份的自然环境适宜性图层、自然环境
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社会经济适宜性图层和人口密度计算各像素在对应待模拟年份的农地适宜性值。3.根据权利要求2所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述根据各待模拟年份的自然环境适宜性图层、自然环境
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社会经济适宜性图层和人口密度计算各像素在对应待模拟年份的农地适宜性值，包括：根据权重与年份的相关关系计算函数计算待模拟年份的适宜性权重，所述适宜性权重包括环境人口权重、自然环境
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社会经济权重和自然环境权重；根据各像素在待模拟年份的所述自然环境适宜性图层、自然环境
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社会经济适宜性图层、人口密度以及适宜性权重计算对应像素在待模拟年份的农地适宜性值。4.根据权利要求1所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述基于各像素的水体比例、冰雪比例、城市比例及上一模拟年份的农地实际分配面积中的部分或全部数据计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积，包括：若所述待模拟年份为基准年份之后的年份，根据位于保护区外的各像素的水体比例、冰雪比例、城市比例计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积；根据位于保护区内的各像素的水体比例、冰雪比例、城市比例及上一模拟年份的农地实际分配面积计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积。
5.根据权利要求4所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述基于各像素的水体比例、冰雪比例、城市比例及上一模拟年份的农地实际分配面积中的部分或全部数据计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积，还包括：若所述待模拟年份为所述基准年份之前的年份，根据各像素的水体比例、冰雪比例计算对应像素待模拟年份的最大可分配农地面积。6.根据权利要求1所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述根据各像素在待模拟年份的农地适宜性值、最大可分配农地面积及强化核密度或扩张核密度将待模拟年份农地分布模拟区域内的农地需求总量分配到各像素中，得到待模拟年份各像素的实际农地面积，包括：根据各像素的强化核密度和所述农地适宜性值计算对应像素的农地出现可能性值；将所述农地需求总量作为待分配农地面积，迭代执行如下操作：根据各像素的面积、所述农地出现可能性值和所述农地分布模拟区域内的待分配农地面积计算对应像素的农地面积预分配值；比较各像素的所述最大可分配农地面积与实际农地面积之差和所述农地面积预分配值，将其中的较小值作为对应像素的农地面积实际分配值；根据各像素的农地面积实际分配值更新所述待分配农地面积和对应像素的实际农地面积；判断是否已分配农地的各像素更新后的实际农地面积均已达到对应的最大可分配农地面积或所述农地分布模拟区域内的待分配农地面积小于阈值，如果是，则停止迭代。7.根据权利要求6所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，若所述农地分布模拟区域内的待分配农地面积大于所述阈值，则停止迭代后，所述根据各像素在待模拟年份的农地适宜性值、最大可分配农地面积及强化核密度或扩张核密度将待模拟年份农地分布模拟区域内的农地需求总量分配到各像素中，得到待模拟年份各像素的实际农地面积，还包括：根据各像素的扩张核密度和所述农地适宜性值计算对应像素的农地出现可能性值；迭代执行如下操作：根据各像素的面积、所述农地出现可能性值和所述农地分布模拟区域内的待分配农地面积计算对应像素的农地面积预分配值；比较各像素的所述最大可分配农地面积与实际农地面积之差和所述农地面积预分配值，将其中的较小值作为对应像素的农地面积实际分配值；根据各像素的农地面积实际分配值更新所述待分配农地面积和对应像素的实际农地面积；判断是否各像素更新后的实际农地面积均已达到对应的最大可分配农地面积或所述农地分布模拟区域内的待分配农地面积小于阈值，如果是，则停止迭代。8.根据权利要求1所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素数据模拟对应像素的农地适宜性值之前，还包括：获取各像素在基准年份的土地覆盖分布数据和农地比例数据，根据各像素中的土地覆盖分布数据矫正对应像素中的农地比例数据；所述土地覆盖分布数据包括像素中水体、冰
雪、城市所占的比例。9.根据权利要求8所述的长时序农地分布模拟方法，其特征在于，所述基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素数据模拟对应像素的农地适宜性值之前，还包括：根据像素面积及各像素中矫正后的农地比例数据计算农地分布模拟区域在基准年份的农地总面积；从多个来源获取各待模拟年份的农地需求总量，根据各待模拟年份农地需求总量间的比例关系及所述基准年份的农地总面积对多个来源的所述各年份的农地需求总量进行同质化处理。10.一种长时序农地分布模拟装置，其特征在于，包括：农地适宜性计算单元，用于基于农地分布模拟区域中不同生态区内各像素的自然环境因素数据和社会经济因素...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞乐，曹博文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：