一种基于特征数据聚类分析的状态评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及堤防评价技术领域，尤其涉及一种基于特征数据聚类分析的状态评估方法及系统，该方法包括以下步骤：利用工程测量仪器以及无人机获取堤防多源数据，根据堤防多源数据生成堤防实时地貌数据集；根据堤防实时地貌数据集利用矩阵分解法进行视觉投影，生成堤防实时地貌矩阵投影图；利用多因子单元区划分法对堤防实时地貌数据集进行聚类分析法划分，生成堤防多因子单元区域群组；利用可视化视图工具对堤防多因子单元区域群组进行可交互式视图处理；基于根据堤防卷积特征模型以及堤防实时地貌矩阵投影图，利用集成学习梯度提升决策树算法进行模型驱动建模，以构建堤防健康诊断模型，本发明专利技术实现了对堤防全方位，多层次的健康评价。评价。评价。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征数据聚类分析的状态评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及堤防安全
，尤其涉及一种基于特征数据聚类分析的状态评估方法及系统。

技术介绍

[0002]为了确保堤防的安全，专家经常需要评估堤防的健康状况，及时发现可能存在的风险隐患并采取措施加以修复，基于特征数据聚类分析的状态评估方法和健康诊断系统可以堤防进行细致的评估和分类，通过多因子单元区划分法通过梳理多个因素及其内在关系，得到各个因素的权重和影响程度，从而了解堤防的整体特点及存在的问题，为制定解决方案提供参考依据。在堤防评价中，多因子单元区划分法是将整个堤防研究区域划分为多个具有代表性的单元，以方便深入分析研究区域内部差异和实时地貌对堤防影响的不均衡性，通过梳理各种影响因素并找出各项因素之间的相互关系，排除影响因素之间的冗余与干扰，大大提高了数据的处理效率和精度，同时，利用计算机模拟和深度学习的技术手段进行数据处理和分析，通过构建适当的特征集用于训练分类模型，这些模型能够对不同类型、不同分辨率的数据进行分析和分类，得到堤防当前的健康安全状态，以进一步提出针对性的维护和改进意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特征数据聚类分析的状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：利用工程测量仪器以及无人机获取堤防多源数据，其中堤防多源数据包括堤防高程数据、水文检测数据、堤防结构数据土壤特征数据、以及堤防地形地表数据，根据堤防多源数据生成堤防实时地貌数据集；步骤S2：根据堤防实时地貌数据集利用矩阵分解法进行视觉投影，生成堤防实时地貌矩阵投影图；步骤S3：利用多因子单元区划分法对堤防实时地貌数据集进行聚类分析法划分，生成堤防多因子单元区域群组；步骤S4：利用可视化视图工具heatmap对堤防多因子单元区域群组进行可交互式视图处理，生成堤防可交互热力图；步骤S5：利用超像素卷积网络对堤防可视化热力图进行膨胀卷积及多尺度采样，生成堤防卷积特征模型；步骤S6：基于根据堤防卷积特征模型以及堤防实时地貌矩阵投影图，利用集成学习梯度提升决策树算法进行模型驱动建模，以构建堤防健康诊断模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤为：步骤S11：利用激光测距仪以及水文探测仪获取堤防高程数据以及水文检测数据；步骤S12：利用全站仪、土壤探针以及无人机获取堤防结构数据、土壤特征数据以及堤防地形地表数据；步骤S13：基于堤防高程数据、水文检测数据、堤防结构数据以及土壤特征数据，利用ETL工具TalendOpenStudio进行堤防异构数据融合，生成堤防多源数据集；步骤S14：对堤防多源数据集以及堤防地形地表数据进行数据集成，生成堤防实时地貌数据集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：步骤S21：根据堤防实时地貌数据集进行数据预处理，包括清洗、整合以及标准化，生成堤防实时地貌预处理管道；步骤S22：对堤防实时地貌预处理管道进行矩阵划分，生成多个堤防实时地貌数据子矩阵；步骤S23：利用非负矩阵分解法对堤防实时地貌数据子矩阵进行矩阵分解，生成主成分矩阵以及最小误差矩阵；步骤S24：根据主成分矩阵以及最小误差矩阵进行特征提取，生成堤防特征权重矩阵；步骤S25：利用应用视觉投影法对堤防特征权重矩阵进行视觉投影，生成堤防实时地貌矩阵投影图。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤为：步骤S31：根据堤防实时地貌数据集进行数据指标抽象，获取评价权重因子；步骤S32：根据评价权重因子利用多因子单元区划分法对堤防实时地貌数据集进行聚类分析法划分，获得预设划分单元以及初始单元质心；步骤S33：对预设划分单元以及初始单元质心进行多因子单元质心距离公式进行计算分析，获取各个预设划分单元与其单元质心的相似度距离；步骤S34：根据各个预设划分单元与其单元质心的相似度距离进行最近分配划分，更新
预设划分单元其所属单元质心；步骤S35：对更新的预设划分单元所属单元质心进行迭代计算分配划分，直至预设划分单元所属单元质心位置不再改变，获得最终划分单元以及单元质心；步骤S36：根据最终划分单元以及单元质心进行特征关联处理，生成堤防多因子单元区域群组；其中，多因子单元质心距离公式具体为：其中，D为多因子划分单元到单元质心距离，n为多因子划分单元的数量，i为第i个多因子划分单元，w
i
第i个元素的权重，x
i
为第i个元素中的多因子划分单元，y
i
为多因子划分单元中第i个元素，|x
i
‑
y
i
|为第i个元素的差值的绝对值，c
i
为所有多因子划分单元在第i个因子上的均值，|x
i
‑
c
i
|
n
为第i个因子上多因子划分单元与该因子均值之差的绝对值的n次方，|y
i
‑
c
i
|
n
为第i个因子上多因子划分单元与该因子均值之差的绝对值的n次方。5.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周振国，杨帆，旷威，
申请(专利权)人：邯郸市向郊网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：