【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测，具体涉及一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法。
技术介绍
1、生态适宜性评价是生态保护和规划的重要基础工作，被广泛用于工程建设规划选址领域。目前，生态适宜性评价研究多针对于小范围不同用地类型进行各种功能区建设的适宜性评价，同时往往从生态敏感性方面构建其指标体系，例如公开号为cn108090694a的专利申请公开的区域生态系统多因子综合敏感性评价方法，虽然其评价结果具有实际应用意义，但局限性在于小范围的空间异质性相对较低且评价指标体系不够全面，因此当前生态适宜性评价方法无法推广适用于大尺度范围的交通沿线区域。
2、与此同时，当前对交通沿线弃渣场生态适宜性评价研究甚少，在交通运输工程飞速发展的今天，针对交通沿线弃渣场的生态适宜性评价是亟待解决的问题，尤其交通工程建设过程中的工程扰动下，生态环境极易遭到破坏，特别是工程弃渣的堆砌将严重影响区域生态环境。因此，开展交通沿线弃渣场选址生态适宜性评价对生态环境风险评价具有重要意义。
3、目前针对工程弃渣场选址的生态适宜性评价方法研究甚少，并且局限于小尺度范围研究，同时存在综合评价指标体系不全面问题。难以应对交通沿线大尺度范围、地形复杂多样、生态敏感脆弱地区的弃渣场生态适宜性选址。其次，现有评价多采用人工采集数据，费时费力、效率低且在耦合多因素进行综合评价时多采用人为干预的层次分析法使评价结果客观性降低。再者，现有研究未综合考虑交通沿线生态环境特点，导致其生态适宜性评价方法适用性较差，且在实践中难以对弃渣场生态适宜性等级进行划分，无
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决目前弃渣场低风险生态选址指标体系不完善、效率偏低、适用性较差且在耦合多因子进行综合评价时具有人为因素干预影响以及缺乏针对交通沿线弃渣场选址等缺陷，提出一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，本方法通过遥感技术提取影响弃渣场生态适宜性的多种因子，并通过随机森林获取各因素的相对权重，再采用空间分析耦合各因子进而对交通沿线弃渣场选址进行综合高效的生态适宜性评价。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、对研究区域进行实地调研并收集各项基本数据，选取影响弃渣场选址的生态适宜性评价因子，包括生态敏感性、土壤养分、水源涵养量、土壤保持量、岩石裸露率、植被覆盖度和生物丰富度；
5、步骤s2、收集研究区域的各类遥感数据，基于所得遥感数据和基本数据对研究区域内各项因子进行指标提取，再分级赋值得到各项因子的等级空间分布图；
6、步骤s3、在研究区域内随机选取若干个样本点，结合实地无人机影像数据与google earth高清卫星影像，利用样本点周围立地景观格局进行人机交互实现随机样本点拟作为弃渣场选址的生态适宜性等级；将各项因子分级后的值提取至样本点，得到用于随机森林模型训练的数据集；
7、步骤s4、根据得到的数据集训练随机森林模型，基于基尼指数确定各因子在生态适宜性综合评价指标体系中的相对重要性，得到各因子的权重系数；再利用各因子的权重系数对各因子线性加权空间叠加，得到弃渣场选址生态适宜性等级评价结果。
8、进一步的，收集研究区域的各类遥感数据包括landsat系列数据、dem数字高程模型、土地利用数据、土壤属性及养分数据和气象数据。
9、进一步的，生态敏感性因子的等级空间分布图获取方式为：提取高程数据、坡度数据、土地利用数据、归一化植被指数和水域缓冲区五个二级因子并分别分级赋值，然后采用层次分析法确定各二级因子的权重，将各二级因子空间加权叠加得到生态敏感性指标，再进行等级划分得到生态敏感性等级空间分布结果图。
10、进一步的，生态敏感性评价指标的各二级因子提取方法如下：通过数字高程模型在arcgis中提取高程数据因子、坡度数据因子；采用gee平台利用landsat 8影像波段运算提取归一化植被指数因子，采用gee平台下载的栅格数据，将其导入到arcgis中进行重分类处理，得到土地利用数据因子；采用土地利用数据筛选水体与湿地区域，并将其导出，然后对导出的数据进行水域缓冲区的建立，得到水域缓冲区因子。
11、进一步的，土壤养分因子的等级空间分布图获取方式为：利用国家地球系统科学数据中心的土壤养分栅格数据分别提取0-30cm土层厚度的有机质、全氮、全磷、全钾数据，经归一化处理后，基于等权空间叠加获得土壤养分指标，再进行等级划分得到土壤养分等级空间分布结果图。
12、进一步的，水源涵养量因子的等级空间分布图获取方式为：利用国家地球科学数据中心平台提供的产流降雨量、地表径流量与蒸散发量栅格数据，采用水量平衡方程进行栅格计算获取水源涵养量指标，再进行等级划分得到水源涵养量等级空间分布结果图。
13、进一步的，土壤保持量因子的等级空间分布图获取方式为：利用收集到的土壤属性数据、数字高程模型数据，分别提取降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子和植被覆盖度因子的栅格图层；采用修正的土壤流失方程对各二级因子耦合得到土壤保持量栅格图，再基于自然间断点法对其进行等级划分并按照土壤保持量从低到高依次赋值，得到土壤保持量等级空间分布结果图。
14、进一步的，岩石裸露率因子的等级空间分布图获取方式为：采用归一化裸岩指数根据像元二分模型计算岩石裸露率指数，对岩石裸露率进行等级划分并按岩石裸露率高低分别赋值，得到岩石裸露率等级空间分布结果图；
15、植被覆盖度因子的评价专题图获取方式为：采用归一化植被指数并根据像元二分模型计算植被覆盖度，对植被覆盖度进行等级划分并按植被覆盖度大小分别赋值，得到植被覆盖度的等级空间分布结果图。
16、进一步的，生物丰富度因子的等级空间分布结果图获取方式为：根据土地利用数据对各种土地利用类型赋予相应权重，并结合生物丰富度指数公式计算得到生物丰富度指数，然后采用自然间断点法对得到的生物丰富度指数进行等级划分，再按照生物丰富度高低分别赋值得到生物丰富度等级空间分布结果图。
17、进一步的，步骤s4中，以评价因子平均基尼减小值占所有评价因子平均基尼减少值总和的百分比度量评价因子的重要程度；利用各评价因子的权重系数对各因子线性加权空间叠加，得到综合生态适宜性评价指数；再利用自然间断点分级法对综合评价指数进行等级划分，得到弃渣场选址生态适宜性等级评价结果。
18、综上所述，本专利技术具有以下优点：
19、1、本专利技术方法针对应用于交通沿线工程弃渣场的选址，基于层次分析法对生态敏感性进行评价，结合水量平衡方程、修正的土壤流失模型、像元二分模型等全面地对影响研究区弃渣场选址生态适宜性因子进行综合评价，将弃渣场生态适宜性选址与栅格化管理相结合，提高了适宜性评价的准确性、适用性和可操作性。同时，利用基于随机森林赋权的空间分析对各影响本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，收集研究区域的各类遥感数据包括Landsat系列数据、DEM数字高程模型、土地利用数据、土壤属性及养分数据和气象数据。
3.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，生态敏感性因子的等级空间分布图获取方式为：提取高程数据、坡度数据、土地利用数据、归一化植被指数和水域缓冲区五个二级因子并分别分级赋值，然后采用层次分析法确定各二级因子的权重，将各二级因子空间加权叠加得到生态敏感性指标，再进行等级划分得到生态敏感性等级空间分布结果图。
4.根据权利要求3所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，生态敏感性评价指标的各二级因子提取方法如下：通过数字高程模型在ArcGIS中提取高程数据因子、坡度数据因子；采用GEE平台利用Landsat 8影像波段运算提取归一化植被指数因子，采用GEE平台下载的栅格数据，将其导入到A
5.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，土壤养分因子的等级空间分布图获取方式为：利用国家地球系统科学数据中心的土壤养分栅格数据分别提取0-30cm土层厚度的有机质、全氮、全磷、全钾数据，经归一化处理后，基于等权空间叠加获得土壤养分指标，再进行等级划分得到土壤养分等级空间分布结果图。
6.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，水源涵养量因子的等级空间分布图获取方式为：利用国家地球科学数据中心平台提供的产流降雨量、地表径流量与蒸散发量栅格数据，采用水量平衡方程进行栅格计算获取水源涵养量指标，再进行等级划分得到水源涵养量等级空间分布结果图。
7.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，土壤保持量因子的等级空间分布图获取方式为：利用收集到的土壤属性数据、数字高程模型数据，分别提取降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子和植被覆盖度因子的栅格图层；采用修正的土壤流失方程对各二级因子耦合得到土壤保持量栅格图，再基于自然间断点法对其进行等级划分并按照土壤保持量从低到高依次赋值，得到土壤保持量等级空间分布结果图。
8.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，岩石裸露率因子的等级空间分布图获取方式为：采用归一化裸岩指数根据像元二分模型计算岩石裸露率指数，对岩石裸露率进行等级划分并按岩石裸露率高低分别赋值，得到岩石裸露率等级空间分布结果图；
9.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，生物丰富度因子的等级空间分布结果图获取方式为：根据土地利用数据对各种土地利用类型赋予相应权重，并结合生物丰富度指数公式计算得到生物丰富度指数，然后采用自然间断点法对得到的生物丰富度指数进行等级划分，再按照生物丰富度高低分别赋值得到生物丰富度等级空间分布结果图。
10.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，步骤S4中，以评价因子平均基尼减小值占所有评价因子平均基尼减少值总和的百分比度量评价因子的重要程度；利用各评价因子的权重系数对各因子线性加权空间叠加，得到综合生态适宜性评价指数；再利用自然间断点分级法对综合评价指数进行等级划分，得到弃渣场选址生态适宜性等级评价结果。
...【技术特征摘要】
1.一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，收集研究区域的各类遥感数据包括landsat系列数据、dem数字高程模型、土地利用数据、土壤属性及养分数据和气象数据。
3.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，生态敏感性因子的等级空间分布图获取方式为：提取高程数据、坡度数据、土地利用数据、归一化植被指数和水域缓冲区五个二级因子并分别分级赋值，然后采用层次分析法确定各二级因子的权重，将各二级因子空间加权叠加得到生态敏感性指标，再进行等级划分得到生态敏感性等级空间分布结果图。
4.根据权利要求3所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，生态敏感性评价指标的各二级因子提取方法如下：通过数字高程模型在arcgis中提取高程数据因子、坡度数据因子；采用gee平台利用landsat 8影像波段运算提取归一化植被指数因子，采用gee平台下载的栅格数据，将其导入到arcgis中进行重分类处理，得到土地利用数据因子；采用土地利用数据筛选水体与湿地区域，并将其导出，然后对导出的数据进行水域缓冲区的建立，得到水域缓冲区因子。
5.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，土壤养分因子的等级空间分布图获取方式为：利用国家地球系统科学数据中心的土壤养分栅格数据分别提取0-30cm土层厚度的有机质、全氮、全磷、全钾数据，经归一化处理后，基于等权空间叠加获得土壤养分指标，再进行等级划分得到土壤养分等级空间分布结果图。
6.根据权利要求1所述的一种工程扰动的交通沿线弃渣场生态适宜性遥感评价方法，其特征在于，水源涵养量因子的等级空间分布图获...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬翠翠，裴向军，黄早阳，张晓超，朱正清，张春晖，曹一鸣，吴常彬，陈泊宇，杨恒聪，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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