【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及疏浚弃渣分析，尤其涉及一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法。
技术介绍
1、在水利工程、港口建设及航道疏浚等项目的不断推进下，疏浚作业产生了大量的疏浚弃渣。疏浚弃渣在未经处理时常被视为废弃物，随意倾倒可能造成环境污染，影响水体生态系统。然而，疏浚弃渣中含有丰富的矿物质、有机质及其他可利用资源，通过科学合理的评估和利用，可以将其转化为道路基础材料、建筑填料、土地改良剂等，从而实现资源化利用，促进疏浚弃渣的循环利用。如何科学、有效地评估疏浚弃渣的资源化利用潜力，是当前工程实践和环保领域中的一项重要课题。
2、部分现有技术较为简单地根据疏浚弃渣的物理特性和化学特性进行资源评估分析，忽视了不同特性之间的耦合关系。由于疏浚弃渣的成分具有复杂的空间分布和分层特性，这些特性之间存在复杂的相互影响，仅对特性参数进行表层分析可能导致评估结果偏差较大，无法全面揭示疏浚弃渣的资源化潜力。疏浚弃渣具有明显的分层特性，不同深度处的物理和化学特性差异较大，简单采用整体取样或独立特性分析的方式难以反映疏浚弃渣在垂直方向上的分布规律。导致无法准确评估不同深度疏浚弃渣的利用价值，从而降低了评估的精确性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，通过多维特征耦合关系分析、特征选择与优化等策略对疏浚作业中的数据进行分析与挖掘，克服了现有技术的多维特征分析能力不足、模型预测精度不高等问题，实现了疏浚弃渣资源化利用潜力的高
2、本专利技术提供的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，包括：
3、获取关于疏浚弃渣的多组历史疏浚分析数据，历史疏浚分析数据包括疏浚弃渣采样数据和疏浚资源评估数据，疏浚弃渣采样数据包括多个采样点的分层特性采样数据；
4、从每组疏浚弃渣采样数据中提取出多个物理特性参数向量和化学参数特性向量，构建每组疏浚弃渣采样数据对应的采样特性参数矩阵；
5、构建多个物理化学特性参数组合，对每个物理化学特性参数组合进行耦合效应分析，构建得到每组疏浚弃渣采样数据对应的第一耦合效应矩阵，包括根据多个参数特性向量计算每个物理化学特性参数组合的特性耦合参数和耦合效应因子，根据多个特性耦合参数和耦合效应因子确定每个物理化学特性参数组合的耦合特征参数，构建得到包含多个耦合特征参数的第一耦合效应矩阵；
6、对多个第一耦合效应矩阵中的每类耦合特征参数进行特征稀疏性分析和特征稳定性分析，计算得到每类耦合特征参数的特征稀疏参数和特征稳定参数，根据特征稀疏参数和特征稳定参数对每个第一耦合效应矩阵进行特征筛选，生成每个第一耦合效应矩阵对应的第二耦合效应矩阵；
7、基于第二耦合效应矩阵对多组疏浚弃渣采样数据进行聚类分析，生成每组疏浚弃渣采样数据的耦合分类标签，将多个耦合分类标签添加到多组历史疏浚分析数据中，构建得到用于对疏浚弃渣资源评估模型进行训练的样本数据集，通过样本数据集训练得到疏浚弃渣资源评估模型后，基于疏浚弃渣资源评估模型进行疏浚弃渣资源评估。
8、优选地，对每个物理化学特性参数组合进行耦合效应分析，构建得到每组疏浚弃渣采样数据对应的第一耦合效应矩阵，包括：
9、根据物理化学特征参数组合对应的物理特性参数向量和化学参数特性向量计算得到物理化学特征协方差，分别计算物理特性参数向量和化学参数特性向量的标准差，根据物理化学特征协方差、物理特性参数向量和化学参数特性向量的标准差计算得到物理化学特性参数组合的特性耦合参数；
10、计算物理化学特征参数组合对应的物理特性参数向量和化学参数特性向量之间的互信息量，分别计算物理特性参数向量和化学参数特性向量的信息熵，根据互信息量、物理特性参数向量和化学参数特性向量的信息熵计算得到物理化学特性参数组合的耦合效应因子；
11、采用如下公式计算得到物理化学特性参数组合的耦合特征参数：
12、
13、式中，为第个物理特性参数和第个化学特性参数构成的物理化学特性参数组合的耦合特征参数，为物理化学特性参数组合的耦合效应因子，为物理化学特性参数组合的物理化学特征协方差，、分别为物理化学特征参数组合对应的物理特性参数向量和化学参数特性向量的标准差，为调节系数；
14、根据多个物理化学特性参数组合分别对应的耦合特征参数构建得到每组疏浚弃渣采样数据的第一耦合效应矩阵。
15、优选地，对于耦合特征参数的特征稀疏参数和特征稳定参数的计算，包括：
16、根据多个第一耦合效应矩阵计算得到每类耦合特征参数的特征稀疏参数，其中，对于任意一类耦合特征参数，特征稀疏参数的计算如下：
17、
18、式中，为该类耦合特征参数的特征稀疏参数，为指示函数，，为该类耦合特征参数在第个第一耦合效应矩阵的值，为第一耦合效应矩阵的数量；
19、根据多个第一耦合效应矩阵提取出每类耦合特征参数的耦合特征向量，根据多个耦合特征向量计算任意两类耦合特征参数之间的肯德尔相关系数，计算每类耦合特征参数与其余多类耦合特征参数之间的肯德尔相关系数的均值并记为每类耦合特征参数的特征稳定参数。
20、优选地，根据特征稀疏参数和特征稳定参数对每个第一耦合效应矩阵进行特征筛选，生成每个第一耦合效应矩阵对应的第二耦合效应矩阵，包括：
21、根据特征稀疏参数和特征稳定参数计算每类耦合特征参数的特征筛选参数，其中：
22、
23、式中，为耦合特征参数的特征筛选参数，为耦合特征参数的特征稳定参数，、分别为特征稀疏参数和特征稳定参数的权重参数；
24、基于特征筛选阈值去除每个第一耦合效应矩阵中特征筛选参数小于特征筛选阈值的多个耦合特征参数，生成每个第一耦合效应矩阵对应的第二耦合效应矩阵。
25、优选地，基于第二耦合效应矩阵对多组疏浚弃渣采样数据进行聚类分析，生成每组疏浚弃渣采样数据的耦合分类标签，包括：
26、确定多个第二耦合效应矩阵中多类耦合特征参数分别对应的频次评分，基于频次评分和特征筛选参数确定多个第二耦合效应矩阵中的多个目标耦合特征参数，基于多个目标耦合特征参数构建得到特征参考模板；
27、基于特征参考模板对多个第二耦合效应矩阵进行特征重构处理，生成每个第二耦合效应矩阵对应的第三耦合效应矩阵；
28、基于多个第三耦合效应矩阵对多组疏浚弃渣采样数据进行聚类分析，生成每组疏浚弃渣采样数据的耦合分类标签。
29、优选地，其特征在于，基于特征参考模板对多个第二耦合效应矩阵进行特征重构处理，包括：
30、将每个第二耦合效应矩阵中存在的耦合特征参数与特征参数模板中的目标耦合特征进行匹配，将与特征参数模板中的目标耦合特征匹配成功的耦合特征参数保留，将与特征参数模板中的目标耦合特征匹配不成功的耦合特征参数去除；
31、对于在特征参考模板中存在且在第二耦合效应矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，对每个物理化学特性参数组合进行耦合效应分析，构建得到每组疏浚弃渣采样数据对应的第一耦合效应矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，对于耦合特征参数的特征稀疏参数和特征稳定参数的计算，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，根据特征稀疏参数和特征稳定参数对每个第一耦合效应矩阵进行特征筛选，生成每个第一耦合效应矩阵对应的第二耦合效应矩阵，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，基于第二耦合效应矩阵对多组疏浚弃渣采样数据进行聚类分析，生成每组疏浚弃渣采样数据的耦合分类标签，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，基于特征参考模板对多个第二耦合效应矩阵进
7.根据权利要求6所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，构建得到用于对疏浚弃渣资源评估模型进行训练的样本数据集，还包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，采用DBSCAN聚类算法基于多个第三耦合效应矩阵对多组疏浚弃渣采样数据进行聚类分析。
...【技术特征摘要】
1.一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，对每个物理化学特性参数组合进行耦合效应分析，构建得到每组疏浚弃渣采样数据对应的第一耦合效应矩阵，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，对于耦合特征参数的特征稀疏参数和特征稳定参数的计算，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于分层特性的疏浚弃渣资源化利用潜力评估方法，其特征在于，根据特征稀疏参数和特征稳定参数对每个第一耦合效应矩阵进行特征筛选，生成每个第一耦合效应矩阵对应的第二耦合效应矩阵，包括：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚长春，李英，昝玉亭，熊峰，奚同行，张华明，汪洪，袁瑾雯，周淼，熊舒芸，
申请(专利权)人：江西省水利科学院江西省大坝安全管理中心，江西省水资源管理中心，
类型：发明
国别省市：
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