【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的水中生态系统构建方法和系统
[0001]本专利技术涉及生态监测
，尤其涉及一种基于
BIM
的水中生态系统构建方法和系统
。
技术介绍
[0002]水中生态系统是指在水体中存在的各种生物和非生物成分之间的相互作用和关系的复杂系统，这些系统由多种生物组成，包括植物
、
动物
、
微生物等，以及与之相关的环境因素，如水质
、
水温
、
光照
、
底质等，水中生态系统对维持水体生态平衡
、
提供生态服务以及维护生态多样性至关重要
。
[0003]现有的水中生态系统的构建方法多为基于生态学模型的构建方法，主要是利用传统的生态学模型模拟水中生物种群的生长变化状况，进而构建水中生态系统，实际应用中，基于生态学模型的构建方法对生态学模型的匹配度要求较高，往往需要多级误差验证，浪费大量时间，且基于生态学模型的构建方法未能考量水体几何数据
、
水文数据以及水质数据对生态系统的影响，可能会导致进行水中生态系统构建时的效率较低
。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种基于
BIM
的水中生态系统构建方法和系统，其主要目的在于解决进行水中生态系统构建时的效率较低的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的一种基于
BIM
的水中生态系统构建方法，包括：
[0006]获取目...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于
BIM
的水中生态系统构建方法，其特征在于，所述方法包括：
S1
：获取目标水体的历史
BIM
数据和
BIM
生态模型，将所述历史
BIM
数据清洗成标准水体
BIM
数据，按照预设的时域周期将所述标准水体
BIM
数据拆分成时序水体
BIM
数据集；
S2
：对所述时序水体
BIM
数据集进行多维特征提取，得到水体数据特征组集，利用所述
BIM
生态模型计算出所述水体数据特征组集对应的
BIM
生态特征集，其中，所述利用所述
BIM
生态模型计算出所述水体数据特征组集对应的
BIM
生态特征集，包括：
S21
：从所述水体数据特征组集中提取出水体生物特征集，从所述水体生物特征集中提取出物种增长特征集
、
物种死亡特征集
、
相互作用系数集以及初始密度特征集；
S22
：利用所述物种增长特征集
、
物种死亡特征集
、
相互作用系数集以及初始密度特征集对所述
BIM
生态模型进行系数填充，得到生态模型方程集：生态模型进行系数填充，得到生态模型方程集：其中，
d
是微分符号，
x
i
是所述初始密度特征集中的第
i
个初始密度特征中的捕食者的种群密度，
i
是特征序号，
t
是时间系数，
α
i
是所述物种增长特征集中的第
i
个物种增长特征中的捕食者的增长率，
β
i
是所述相互作用系数集中的第
i
个相互作用系数中的捕食率，
y
i
是所述初始密度特征集中的第
i
个初始密度特征中的被捕食者的种群密度，
∈
i
是所述相互作用系数集中的第
i
个相互作用系数中的捕食者之间的竞争率，
γ
i
是所述物种死亡特征集中的第
i
个物种死亡特征中的被捕食者的死亡率，
θ
i
是所述相互作用系数集中的第
i
个相互作用系数中的被捕食者之间的竞争率；
S23
：对所述生态模型方程及进行数值求解，得到
BIM
生态数据集，将所述
BIM
生态数据集向量化成
BIM
生态特征集；
S3
：依次对所述水体数据特征组集进行特征聚类和非线性融合操作，得到初级生态特征集，将所述初级生态特征集和所述
BIM
生态特征集拼接融合成标准生态特征集；
S4
：从所述标准生态特征集中提取出生态时序特征集，利用所述生态时序特征集和所述时序水体
BIM
数据集将预设的生态分析模型训练成生态时序模型；
S5
：获取所述目标水体的实时
BIM
数据，利用所述生态时序模型计算出所述实时
BIM
数据对应的预测
BIM
数据，根据所述预测
BIM
数据生成水中生态系统
。2.
如权利要求1所述的基于
BIM
的水中生态系统构建方法，其特征在于，所述将所述历史
BIM
数据清洗成标准水体
BIM
数据，包括：从所述历史
BIM
数据中提取出
BIM
时间戳集；根据所述
BIM
时间戳集将所述历史
BIM
数据拆分成水体
BIM
数据集；对所述水体
BIM
数据集进行单位统一，得到规范
BIM
数据集；对所述规范
BIM
数据集进行哈希编码，得到
BIM
哈希编码集；利用所述
BIM
哈希编码集对所述规范
BIM
数据集进行数据去重，得到去重
BIM
数据集；对所述去重
BIM
数据集进行异常值除噪，得到标准
BIM
数据集，将所述标准
BIM
数据集汇集成标准水体
BIM
数据
。
3.
如权利要求1所述的基于
BIM
的水中生态系统构建方法，其特征在于，所述对所述时序水体
BIM
数据集进行多维特征提取，得到水体数据特征组集，包括：逐个选取所述时序水体
BIM
数据集中的时序水体
BIM
数据作为目标水体
BIM
数据；对所述目标水体
BIM
数据进行位置数据解析，得到目标水体解析数据；依次从所述目标水体解析数据中提取出水体几何特征
、
水体水质特征
、
水体水文特征以及水体生物特征；将所述水体几何特征
、
所述水体水质特征
、
所述水体水文特征以及所述水体生物特征汇集成水体数据特征组，将所有的水体数据特征组汇集成水体数据特征组集
。4.
如权利要求1所述的基于
BIM
的水中生态系统构建方法，其特征在于，所述依次对所述水体数据特征组集进行特征聚类和非线性融合操作，得到初级生态特征集，包括：将所述水体数据特征组集中的各个水体数据特征随机拆分成多个水体数据特征组，随机为各个水体数据特征组筛选出水体特征中心；计算出各个所述水体数据特征与各个水体特征中心之间的特征距离，按照就近原则和所述特征距离将各个水体数据特征组更新成对应的标准水体特征组；计算出各个标准水体特征组对应的次级特征中心，计算出各个次级特征中心与对应的水体特征中心之间的中心特征距离；根据所有的中心特征距离将各个标准水体特征组迭代更新成水体特征类，将所有的水体特征类汇集成水体特征类集；利用所述水体特征类集将所述水体数据特征组集映射成标准水体特征组集；逐个选取所述标准水体特征组集中的标准水体特征组作为目标标准水体特征组，将所述目标标准水体特征组线性融合成初级生态特征，将所有的初级生态特征汇集成初级生态特征集
。5.
如权利要求4所述的基于
BIM
的水中生态系统构建方法，其特征在于，所述利用所述水体特征类集将所述水体数据特征组集映射成标准水体特征组集，包括：逐个选取所述水体数据特征组集中的水体数据特征组作为目标水体数据特征组，逐个选取...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭志吾，邓文文，
申请(专利权)人：深圳市中科云驰环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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