基于制造技术

本发明专利技术属地质调查领域，涉及一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于K
‑
means
‑
AHP
‑
熵权融合的集料用海砂调查选区方法


[0001]本专利技术属地质调查领域，涉及一种集料用海砂调查选区方法，具体是一种基于
K
‑
means
‑
AHP
‑
熵权融合的集料用海砂调查选区方法
。

技术介绍

[0002]随着房屋建筑
、
基础设施建设的加快推进，对砂石料的需求逐年增加，在人们对环境保护的意识逐步加强的背景下，陆域开采河砂对环境的影响以及砂源的日益枯竭，加之海砂淡化技术日趋成熟，因此，集料用海砂成为现阶段勘探开发的热点
。
我国海岸线漫长，陆架宽广，海砂资源丰富，品质优良，是工程建筑的良好原料
。
开展集料用海砂调查选区，对后续优选海砂勘查区块，缩小勘查范围，提高勘查效率，为有效地提升资源的利用率提供基础支撑，是集料用海砂资源开发利用规划
、
矿业权优化设置
、
资源集约化利用和海域环境保护的重要依据
。
[0003]目前，集料用海砂调查选区需要考虑多方面的影响因素，比如砂砾含量
、
高程
(
海域水深
)
及离岸距离等，这些因素因数据量大
、
无明显界限
、
地域差异及无参考样本等原因，难以进行客观性分级，常规操作是基于经验对影响因素进行“主观性”分级，得出因子，然后采用层次分析法<br/>(AHP)
确定因子的权重，该方法主要是通过因子构造判断矩阵，对其两两比较评分，再计算相应因子的权重，主观性较强而客观性不足，或只是根据表层沉积物的砂砾含量人为地划分调查区域，整个过程体现了人为决策思维的基本特征，均存在较强的主观性，得出的结果极有可能偏离客观情况，导致集料用海砂调查选区分级出现偏差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于
K
‑
means
‑
AHP
‑
熵权融合的集料用海砂调查选区方法，将
K
‑
means
聚类
、
层次分析法
(AHP)
和熵权法结合在一起，兼顾了调查选区的客观性和主观性，从而最大地避免
AHP
主观认知与熵权法纯客观计算的缺点，有效地融合
K
‑
means
聚类
、
层次分析法
(AHP)
和熵权法各自的优点，形成一套完善的评价集料用海砂选区分级体系
。
[0005]本专利技术所采用的技术方案：
[0006]一种基于
K
‑
means
‑
AHP
‑
熵权融合的集料用海砂调查选区方法，先确定影响因素，然后用
K
–
means
聚类对影响因素的数据进行分级，得出分级因子，接着用
AHP
和熵权法依次计算各分级因子的主观权重和客观权重，再融合主观权重和客观权重，得出组合权重，在
ArcGIS
软件中对各因子组合权重进行叠加，再用自然断点法进行分级，具体步骤方法如下：
[0007]步骤
S1
：影响因素的选择
[0008]对海砂质量
、
开采的易难程度
、
开采后对环境的影响进行综合性评判，选取砂砾含量
、
平均粒径
、
集料用海砂规模
、
高程
、
离岸距离作为集料用海砂调查选区的影响因素
。
[0009]步骤
S2
：
K
–
means
聚类法分级
[0010]采集预设海域的海底砂砾表层样品，获取砂砾含量数据
、
平均粒径数据和集料用海砂规模数据，再收集预设海域的高程
(
水深
)
数据和离岸距离数据
。
[0011]分别将得到的砂砾含量数据
、
平均粒径数据
、
集料用海砂规模数据
、
高程数据和离岸距离数据投影到
ArcGIS
软件中，构建栅格图，把栅格图里的像素值导出，对像素值进行聚类分析，然后按照
K
‑
means
聚类分析的结果在
ArcGIS
软件中对栅格图进行重分类，得到聚类后的分级图，获得砂砾含量
、
平均粒径
、
集料用海砂规模
、
高程和离岸距离的分级因子
。
[0012]步骤
S3
：
AHP
确定主观权重
[0013]根据
K
–
means
聚类法得到的分级因子采用层次分析法
(AHP)
构建层次结构模型，以此构造判断矩阵，组织相关方面的专家按标度法对各分级因子进行两两比较，依次打分，并取各个专家判断值的平均数，经过计算后，在满足一致性的条件下，计算影响因素下分级因子权重，再归一化处理，依次确定各分级因子的主观权重
。
[0014]步骤
S4
：熵权法确定客观权重
[0015]根据
K
–
means
聚类法得到的分级因子采用熵权法构建各分级因子矩阵模型，再计算各分级因子之间的数值关系，得到影响因素下分级因子权重，再归一化处理，依次确定各分级因子的客观权重
。
[0016]步骤
S5
：组合权重的确定
[0017]将依据
AHP
法计算得到的主观权重和依据熵权法计算得到的客观权重，利用主客观融合公式计算组合权重，主客观融合公式如下：
[0018]若则采用如下公式计算组合权重：
[0019][0020]若则采用如下公式计算组合权重：
[0021][0022]式中，
W
i
为组合权重；
W
oi
为主观权重；
W
sj
为客观权重，
i
和
j
分别为
1,2,3
…
n。
[0023]步骤
S6
：成果图件的确定
[0024]在
ArcGIS
软件，将各分级因子的组合权重依次赋值到各分级因子中，再进行叠加，然后采用
ArcGIS
软件中自带的自然断点法划分预设海域不同区域的等级
。
[0025]进一步地，所述等级分是优选区
、
次优选区
、
中等区
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
K
‑
means
‑
AHP
‑
熵权融合的集料用海砂调查选区方法，其特征在于，具体步骤方法如下：步骤
S1
：影响因素的选择对海砂质量
、
开采的易难程度
、
开采后对环境的影响进行综合性评判，选取砂砾含量
、
平均粒径
、
集料用海砂规模
、
高程
、
离岸距离作为集料用海砂调查选区的影响因素；步骤
S2
：
K
–
means
聚类法分级采集预设海域的海底砂砾表层样品，获取砂砾含量数据
、
平均粒径数据和集料用海砂规模数据，再收集预设海域的高程数据和离岸距离数据；分别将得到的砂砾含量数据
、
平均粒径数据
、
集料用海砂规模数据
、
高程数据和离岸距离数据投影到
ArcGIS
软件中，构建栅格图，把栅格图里的像素值导出，对像素值进行聚类分析，然后按照
K
‑
means
聚类分析的结果在
ArcGIS
软件中对栅格图进行重分类，得到聚类后的分级图，获得砂砾含量
、
平均粒径
、
集料用海砂规模
、
高程和离岸距离的分级因子；步骤
S3
：
AHP
确定主观权重根据
K
–
means
聚类法得到的分级因...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃茂刚，陈波，龙根元，仝长亮，吕剑泉，瞿洪宝，
申请(专利权)人：海南省海洋地质调查研究院，
类型：发明
国别省市：