本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分

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【摘要】：自然界中蘊(yùn)含著豐富的資源,發(fā)生著錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象,這些現(xiàn)象都和人們的生活息息相關(guān),如氣候變化、生物生態(tài)、社會(huì)人文、經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至軍事設(shè)施等都產(chǎn)生了巨大的影響。而這些資源和現(xiàn)象又因地形地貌的不同而存在著明顯的差異,只有準(zhǔn)確、可靠、系統(tǒng)地獲取自然界中的相關(guān)數(shù)據(jù),才能把神秘的大自然數(shù)字化、透明化、信息化,才能制定出科學(xué)、合理、準(zhǔn)確、因地制宜的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)防、農(nóng)田水利和土木工程等的開發(fā)規(guī)劃。尤其對(duì)于復(fù)雜地貌區(qū)域,由于地表?xiàng)l件本身的復(fù)雜性,往往容易導(dǎo)致建模困難,這在很大程度上給許多相關(guān)研究增加了難度。因此,研究復(fù)雜地形條件下的坡位劃分具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文圍繞著如何快速、高效地對(duì)復(fù)雜區(qū)域地貌類型進(jìn)行模糊劃分這一問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先分析了坡位劃分的相關(guān)背景、研究現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題以及隨機(jī)森林算法的研究現(xiàn)狀,介紹了坡位劃分的相關(guān)理論。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)已有的模糊坡位劃分算法存在數(shù)據(jù)量大,計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,時(shí)間開銷大,或模型設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了不同的地形因子對(duì)不同坡位的影響程度不同等問(wèn)題,針對(duì)這些問(wèn)題提出了總體的解決方案。在具體實(shí)現(xiàn)解決方案的過(guò)程中,提出了一種帶有窗口機(jī)制的基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法�；陔S機(jī)森林的模糊坡位劃分算法主要基于(1)在進(jìn)行坡位劃分時(shí),不同地形因子對(duì)不同坡位的影響程度不同以及(2)地形坡位的類別是一個(gè)相對(duì)的概念,隨著空間中兩位置點(diǎn)距離的增加,它們之間坡位類型影響程度反而會(huì)下降,甚至在距離足夠遠(yuǎn)的情況下,這種影響度可以忽略不計(jì)�；谏鲜黾僭O(shè),本文首先結(jié)合專家知識(shí)提取研究區(qū)各坡位典型位置點(diǎn)集作為訓(xùn)練和驗(yàn)證數(shù)據(jù)集,利用隨機(jī)森林算法分析地形因子與坡位之間的關(guān)系,計(jì)算不同地形因子對(duì)各類坡位的重要程度作為坡位劃分的權(quán)重因子。其次,設(shè)置多個(gè)大小不等的窗口,針對(duì)每個(gè)給定大小的窗口,分別計(jì)算待劃分位置點(diǎn)和典型位置點(diǎn)的距離,然后針對(duì)距離在設(shè)定窗口內(nèi)的典型位置點(diǎn)求取它們之間的模糊地形要素。在綜合待分類位置點(diǎn)和典型位置點(diǎn)的模糊地形要素的相似度時(shí),通過(guò)加權(quán)因子原則計(jì)算綜合相似度。這種坡位劃分算法能夠在考慮不同地形因子對(duì)坡位劃分的影響度不同的基礎(chǔ)上,提高分類的準(zhǔn)確性并且在很大程度上減少程序的運(yùn)行時(shí)間。最后以重慶市江津區(qū)永興鎮(zhèn)的一塊區(qū)域?yàn)槔?分別使用基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法、基于最小算子和均值的模糊推理模型在研究區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),并在時(shí)間花費(fèi)和分類精度上進(jìn)行對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)表明本文提出的基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法無(wú)論是在運(yùn)行時(shí)間上,還是在坡位劃分的準(zhǔn)確性上都有一定程度的改善。從而驗(yàn)證了基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法的有效性。通過(guò)比較分析不同窗口下的分類準(zhǔn)確率,可知當(dāng)窗口大小達(dá)到一定的程度后,無(wú)論是從Kappa系數(shù)值還是準(zhǔn)確度上分類效果變化不再明顯、趨于穩(wěn)定,從而驗(yàn)證了本文的初始假設(shè)。最后,通過(guò)比較不同大小的窗口對(duì)分類準(zhǔn)確性的影響,選出最佳的分類方案,在更大的研究區(qū)域區(qū)對(duì)算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,并通過(guò)ArcGIS平臺(tái)繪制相應(yīng)的坡位劃分效果圖。
【關(guān)鍵詞】：隨機(jī)森林 模糊坡位劃分 窗口機(jī)制 加權(quán)因子原則
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P208;O159
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 坡位劃分算法研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 隨機(jī)森林算法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究?jī)?nèi)容16
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)16-19
• 第2章 相關(guān)理論概述19-29
• 2.1 數(shù)字地形分析相關(guān)理論19-21
• 2.1.1 數(shù)字高程模型DEM19
• 2.1.2 地形因子19-20
• 2.1.3 地貌類型20-21
• 2.2 模糊理論21-24
• 2.2.1 模糊理論概念及發(fā)展21-22
• 2.2.2 模糊理論基礎(chǔ)22
• 2.2.3 模糊距離度量22-23
• 2.2.4 模糊理論在地形分類中的應(yīng)用23-24
• 2.3 隨機(jī)森林24-27
• 2.3.1 決策樹24
• 2.3.2 隨機(jī)森林計(jì)算24-25
• 2.3.3 隨機(jī)森林計(jì)算變量重要性25-26
• 2.3.4 隨機(jī)森林的主要特性和優(yōu)點(diǎn)26-27
• 2.4 坡位劃分的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)27-28
• 2.4.1 分類準(zhǔn)確度27-28
• 2.4.2 Kappa系數(shù)28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法29-37
• 3.1 基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法的基本思路29-30
• 3.2 隨機(jī)森林計(jì)算地形因子重要性評(píng)分30
• 3.3 基于隨機(jī)森林的模糊推理算法30-36
• 3.3.1 算法窗口機(jī)制原則31-32
• 3.3.2 基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法計(jì)算相似度32-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析37-53
• 4.1 研究區(qū)概況37-38
• 4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定38-42
• 4.2.1 選擇計(jì)算合適的地形因子38-39
• 4.2.2 選擇合適的坡位類型39
• 4.2.3 訓(xùn)練樣本提取39-42
• 4.3 基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法實(shí)現(xiàn)42-44
• 4.3.1 計(jì)算地形因子重要性評(píng)分42-43
• 4.3.2 確定合適的窗口43
• 4.3.3 計(jì)算相似度43-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44-50
• 4.4.1 不同坡位劃分算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-45
• 4.4.2 算法在不同窗口下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-50
• 4.5 基于隨機(jī)森林的模糊坡位劃分算法應(yīng)用50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 研究工作總結(jié)53
• 5.2 后續(xù)工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61-63
• 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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4 張地;張育新;曲來(lái)葉;馬克明;戴斯迪;;坡位對(duì)東靈山遼東櫟林土壤微生物量的影響[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2012年20期

5 趙汝?yáng)|;樊劍波;何園球;宋春麗;屠人鳳;譚炳昌;;坡位對(duì)馬尾松林下土壤理化性質(zhì)、酶活性及微生物特性影響[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào);2010年12期

6 馮書珍;蘇以榮;秦新民;肖偉;葛云輝;何尋陽(yáng);;喀斯特峰叢洼地土壤剖面微生物特性對(duì)植被和坡位的響應(yīng)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2013年10期

7 秦承志;朱阿興;施迅;李寶林;裴韜;周成虎;;坡位漸變信息的模糊推理[J];地理研究;2007年06期

8 趙瑜;鐘宇;張健;楊萬(wàn)勤;;不同坡位下巨桉人工林土壤動(dòng)物群落特征[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2010年09期

9 張漢奎;俞樂(lè);;一種新的坡位定量描述方法及其與滑坡發(fā)生的關(guān)系[J];遙感技術(shù)與應(yīng)用;2012年04期

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7 馮愿楠;晉西黃土區(qū)林草植被特征數(shù)量化研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

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