1.一种基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:获取目标国土地理空间模型,并利用地理信息采集设备对目标国土地理空间模型内对应的灾害响应地理空间区块进行地理科学信息采集,以得到目标灾害响应地理科学信息大数据集,其中包括灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布、土地利用数据、交通流量数据以及环境监测数据;通过大数据传输网络将目标灾害响应地理科学信息大数据集实时传输至大数据处理平台;
步骤S2:基于灾害响应地理空间区块对应的土地利用数据以及交通流量数据利用大数据处理平台对相对应的目标地理空间位置分布进行灾害抢险路径预估,以生成灾害响应抢险第一预估管理路径;
步骤S3:通过灾害响应地理空间区块对应的环境监测数据获取对应的灾害响应地理环境变化约束,并基于灾害响应地理环境变化约束对灾害响应抢险第一预估管理路径进行抢险路径环境约束优化,以生成灾害响应抢险第二预估管理路径;根据灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差度量,得到灾害响应抢险预估路径偏差;
步骤S4:根据预设的路径偏差阈值对灾害响应抢险预估路径偏差进行比较判断,若灾害响应抢险预估路径偏差小于预设的路径偏差阈值时,则根据灾害响应抢险第二预估管理路径对灾害响应地理空间区块进行抢险干预智能管理;若灾害响应抢险预估路径偏差大于或等于预设的路径偏差阈值时,则基于灾害响应抢险预估路径偏差对灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差惩罚计算,以得到灾害响应抢险预估路径偏差惩罚;基于灾害响应抢险预估路径偏差惩罚以及灾害响应抢险第二预估管理路径对灾害响应地理空间区块进行抢险路径优化管理。
2.根据权利要求1所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:步骤S11:获取目标国土地理空间模型;
步骤S12:对目标国土地理空间模型进行灾害响应空间划分,以得到灾害响应地理空间区块;
步骤S13:利用地理信息采集设备对灾害响应地理空间区块进行地理科学信息采集,以得到目标灾害响应地理科学信息大数据集,其中包括灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布、土地利用数据、交通流量数据以及环境监测数据;
步骤S14:通过大数据传输网络将目标灾害响应地理科学信息大数据集实时传输至大数据处理平台。
3.根据权利要求2所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S13包括以下步骤:步骤S131:利用GPS定位设备对灾害响应地理空间区块内对应的目标灾害响应位置进行目标地理空间定位处理,以得到灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布;
步骤S132:利用地理信息系统对灾害响应地理空间区块进行土地利用属性细化处理,得到灾害响应地理空间区块对应的土地利用数据,其中土地利用数据包括土地利用类型、土地建筑设施分布以及土地人口分布密度;
步骤S133:利用交通流量采集设备对灾害响应地理空间区块进行交通流量实时监测,得到灾害响应地理空间区块对应的交通流量数据,其中交通流量数据包括交通网络流量密度、交通网络通行效率以及交通网络拥堵状况;
步骤S134:利用环境监测设备对灾害响应地理空间区块进行环境变化实时监测,得到灾害响应地理空间区块对应的环境监测数据,其中环境监测数据包括灾害地理环境数据以及气候环境数据;
步骤S135:将灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布、土地利用数据、交通流量数据以及环境监测数据进行地理科学信息整合,以得到目标灾害响应地理科学信息大数据集。
4.根据权利要求1所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:步骤S21:利用大数据处理平台对灾害响应地理空间区块对应的土地利用数据进行土地利用模式动态分析,得到灾害响应区块周边土地利用变化模式;
步骤S22:获取灾害抢险响应初始位置分布,并基于灾害抢险响应初始位置分布对灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布进行灾害响应抢险路径模拟仿真,以生成起步位置分布至目标位置分布对应的灾害响应抢险通行路径仿真网络;
步骤S23:基于灾害响应区块周边土地利用变化模式以及交通流量数据对灾害响应抢险通行路径仿真网络内的每一条灾害响应抢险通行路径进行交通畅通性评估分析,以得到每一条灾害响应抢险路径对应的交通畅通性指数;
步骤S24:基于每一条灾害响应抢险路径对应的交通畅通性指数对灾害响应抢险通行路径仿真网络内相对应的每一条灾害响应抢险通行路径进行可行性优化预估,得到灾害响应抢险可行性优化预估路径;
步骤S25:获取灾害抢险资源调度以及人员部署决策目标,并基于灾害抢险资源调度以及人员部署决策目标对灾害响应抢险可行性优化预估路径进行抢险路径管理协同优化,以生成灾害响应抢险第一预估管理路径。
5.根据权利要求1所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S3包括以下步骤:步骤S31:通过灾害响应地理空间区块对应的环境监测数据获取对应的灾害响应地理环境变化约束;
步骤S32:基于灾害响应地理环境变化约束对灾害响应抢险第一预估管理路径进行抢险路径环境负荷分析,得到灾害抢险第一预估路径对应的灾区环境负荷,其中灾区环境负荷包括区域内对应的建筑物密集度、气候异常变化以及地形道路起伏塌陷;
步骤S33:基于灾害抢险第一预估路径对应的灾区环境负荷对相对应的灾害响应抢险第一预估管理路径进行路径环境压力定量评估,以生成灾害抢险第一预估路径环境压力指数;
步骤S34:基于灾害抢险第一预估路径环境压力指数对灾害响应抢险第一预估管理路径进行抢险路径环境约束优化,以生成灾害响应抢险第二预估管理路径;
步骤S35:利用灾害响应抢险路径偏差计算公式对灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差度量,得到灾害响应抢险预估路径偏差。
6.根据权利要求5所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S31包括以下步骤:对灾害响应地理空间区块对应的环境监测数据进行环境数据标准化处理,以消除地理环境以及气候环境数据源之间的量纲差异与偏差,得到环境监测标准化数据;
对灾害响应地理空间区块进行受灾与非受灾区域划分,以得到灾害响应地理受灾子区域以及灾害响应地理非受灾子区域;
基于灾害响应地理受灾子区域以及灾害响应地理非受灾子区域对相对应的环境监测标准化数据进行区域环境差异性分析,以得到受灾子区域与非受灾子区域之间的环境差异性程度;
基于受灾子区域与非受灾子区域之间的环境差异性程度对相对应的灾害响应地理空间区块进行地理环境变化约束分析,以得到灾害响应地理空间区块对应的灾害响应地理环境变化约束,其中包括气候变化、地理环境以及灾害发生响应对应的环境变化限制因素。
7.根据权利要求5所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S35中的灾害响应抢险路径偏差计算公式具体为:式中,为灾害响应抢险预估路径偏差,t0为偏差度量计算起始时间点,tf为偏差度量计′
算结束时间点,t为外积时间变量参数,t为内积时间变量参数,D1(t)为灾害响应抢险第一预估管理路径在时间t时刻的相对位置距离,D2(t)为灾害响应抢险第二预估管理路径在时间t时刻的相对位置距离,α1为距离偏差度量影响权重系数,T1(t)为灾害响应抢险第一预估管理路径在时间t时刻的到达时间效率,T2(t)为灾害响应抢险第二预估管理路径在时间t时刻的到达时间效率,Tmax为最大偏差允许时间,α2为时间效率偏差度量影响权重系数,S1′ ′ ′(t)为灾害响应抢险第一预估管理路径在时间t 时刻的道路交通流量,S2(t)为灾害响应′
抢险第二预估管理路径在时间t时刻的道路交通流量,α3为交通流量偏差度量影响权重系′ ′ ′
数,V1(t)为灾害响应抢险第一预估管理路径在时间t时刻的交通速度,V2(t)为灾害响应′
抢险第二预估管理路径在时间t时刻的交通速度,β为交通速度路径偏差衰减系数。
8.根据权利要求1所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S4包括以下步骤:步骤S41:根据预设的路径偏差阈值对灾害响应抢险预估路径偏差进行比较判断,若灾害响应抢险预估路径偏差小于预设的路径偏差阈值时,则根据灾害响应抢险第二预估管理路径对灾害响应地理空间区块内对应的灾害响应分布位置进行抢险干预智能管理;
步骤S42:若灾害响应抢险预估路径偏差大于或等于预设的路径偏差阈值时,则对灾害响应抢险预估路径偏差进行偏差演化动态修正分析,得到灾害抢险预估路径偏差演化修正因子;
步骤S43:基于灾害抢险预估路径偏差演化修正因子利用路径偏差惩罚计算公式对灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差惩罚计算,以得到灾害响应抢险预估路径偏差惩罚;
步骤S44:基于灾害响应抢险预估路径偏差惩罚对灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差惩罚模拟优化,以生成灾害抢险偏差惩罚优化管理路径;
步骤S45:根据灾害抢险偏差惩罚优化管理路径对灾害响应地理空间区块内对应的灾害响应分布位置进行抢险路径优化管理。
9.根据权利要求8所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,其特征在于,步骤S43中的路径偏差惩罚计算公式具体为:式中,Ppe为灾害响应抢险预估路径偏差惩罚,Ω为灾害响应路径所在空间区域,x为灾害响应路径空间坐标,γ为空间资源惩罚权重系数,v1(x)为灾害响应抢险第一预估管理路径在空间位置x处的速度向量,v2(x)为灾害响应抢险第二预估管理路径在空间位置x处的速度向量,ρ(x)为在空间位置x处的可用资源密度,ε为灾害抢险预估路径偏差演化修正因子,u1(x)为灾害响应抢险第一预估管理路径在空间位置x处的资源分布向量,u2(x)为灾害响应抢险第二预估管理路径在空间位置x处的资源分布向量,η为灾害响应抢险预估路径偏差惩罚的修正系数。
10.一种基于大数据分析的国土空间路径智能管理系统,其特征在于,用于执行如权利要求1所述的基于大数据分析的国土空间路径智能管理方法,该基于大数据分析的国土空间路径智能管理系统包括:目标区块地理科学信息采集模块,用于获取目标国土地理空间模型,并利用地理信息采集设备对目标国土地理空间模型内对应的灾害响应地理空间区块进行地理科学信息采集,以得到目标灾害响应地理科学信息大数据集,其中包括灾害响应地理空间区块对应的目标地理空间位置分布、土地利用数据、交通流量数据以及环境监测数据;通过大数据传输网络将目标灾害响应地理科学信息大数据集实时传输至大数据处理平台;
灾害抢险第一路径预估模块,用于基于灾害响应地理空间区块对应的土地利用数据以及交通流量数据利用大数据处理平台对相对应的目标地理空间位置分布进行灾害抢险路径预估,以生成灾害响应抢险第一预估管理路径;
抢险路径环境约束及偏差度量模块,用于通过灾害响应地理空间区块对应的环境监测数据获取对应的灾害响应地理环境变化约束,并基于灾害响应地理环境变化约束对灾害响应抢险第一预估管理路径进行抢险路径环境约束优化,以生成灾害响应抢险第二预估管理路径;根据灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差度量,从而得到灾害响应抢险预估路径偏差;
抢险预估路径偏差惩罚管理模块,用于根据预设的路径偏差阈值对灾害响应抢险预估路径偏差进行比较判断,若灾害响应抢险预估路径偏差小于预设的路径偏差阈值时,则根据灾害响应抢险第二预估管理路径对灾害响应地理空间区块进行抢险干预智能管理;若灾害响应抢险预估路径偏差大于或等于预设的路径偏差阈值时,则基于灾害响应抢险预估路径偏差对灾害响应抢险第一预估管理路径以及灾害响应抢险第二预估管理路径进行路径偏差惩罚计算,以得到灾害响应抢险预估路径偏差惩罚;基于灾害响应抢险预估路径偏差惩罚以及灾害响应抢险第二预估管理路径对灾害响应地理空间区块进行抢险路径优化管理。