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专利号: 2025101522473
申请人: 安徽建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述方法基于空中探测装置实现,所述方法包括:根据目标区域的综合生态数据,利用MSPA分析方法,构建目标区域对应的初始MSPA景观分类图;其中,所述综合生态数据包括DEM高程数据、降水数据、水域数据、道路数据和土地利用数据中的一种或多种;

输入所述初始MSPA景观分类图至预先训练好的景观分析模型中,获得所述景观分析模型输出的待确认区域;

根据待确认区域,确定出空中探测装置的第一移动路径;

获取所述空中探测装置基于所述第一移动路径移动时采集到的第一探测数据,基于所述第一探测数据和所述第一移动路径,确定所述空中探测装置对应的第二移动路径;其中,探测数据由所述空中探测装置上设置的探测传感器获取;

获取所述空中探测装置基于所述第二移动路径移动时采集到的第二探测数据,根据所述第二探测数据,确定所述目标区域对应的探测生态数据;

根据所述探测生态数据,利用MSPA分析方法,修正所述初始MSPA景观分类图,得到目标MSPA景观分类图,并基于所述目标MSPA景观分类图分析所述目标区域的生态安全格局。

2.根据权利要求1所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述基于所述目标MSPA景观分类图分析所述目标区域的生态安全格局,包括:基于所述目标MSPA景观分类图,确定所述目标MSPA景观分类图中的景观元素,所述景观元素包括核心区域、孤立单元、过渡地带、边缘区域、空洞、通道和支流区;

根据所述目标MSPA景观分类图中的景观元素,确定出所述目标MSPA景观分类图中所有的生态斑块,并根据如下公式计算所述目标区域对应的斑块连接度指数PC:上式中,n为所述目标区域的斑块总数, 和 分别为斑块i和斑块j的面积, 是斑块i与斑块j之间所有路径的最大乘积概率, 为所述目标区域所含景观元素的总面积;

根据所述景观元素和所述目标区域对应的斑块连接度指数PC分析所述目标区域的生态安全格局。

3.根据权利要求1所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述输入所述初始MSPA景观分类图至预先训练好的景观分析模型中,获得所述景观分析模型输出的待确认区域,包括:输入所述初始MSPA景观分类图至预先训练好的景观分析模型中,根据所述景观分析模型将所述初始MSPA景观分类图划分为耕地、森林、草地、水体、建筑用地和闲置地带;

确定森林和草地为前景,确定耕地、水体、建筑用地和闲置地带为背景,并提取所述前景和背景的过渡地带;

将所述过渡地带作为所述景观分析模型输出的待确认区域。

4.根据权利要求3所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述根据待确认区域,确定出空中探测装置的第一移动路径,包括:对于每一段过渡地带,提取该过渡地带形状的中心线为第一轨迹,所述轨迹用于指示所述空中探测装置的移动轨迹在水平面的投影曲线;根据预设的第一划分规则将该过渡地带划分为不同的子区域,根据每个所述子区域的面积确定该子区域对应的第一高度,所述高度用于指示所述空中探测装置在对应的子区域中的飞行高度;根据所述第一轨迹和所述第一高度确定空中探测装置在该过渡地带上的第一移动路径。

5.根据权利要求4所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述探测数据包括图像数据和雷达数据;

以及,所述获取所述空中探测装置基于所述第一移动路径移动时采集到的第一探测数据,基于所述第一探测数据和所述第一移动路径,确定所述空中探测装置对应的第二移动路径,包括:获取所述空中探测装置基于所述第一移动路径移动时采集到的第一图像数据和第一雷达数据,根据所述第一图像数据和第一雷达数据确定所述前景和所述背景的分界线,并根据所述第一轨迹和所述分界线,确定第二轨迹;

根据预设的第二划分规则将所述分界线划分为多个子分界线,并计算每一所述子分界线的弯曲程度参数,所述弯曲程度用于衡量对应的子分界线的弯曲程度;

根据每一所述子分界线的弯曲程度参数确定每一所述子分界线对应的第二高度,其中,所述弯曲程度参数的值与所述第二高度的值成反比;

根据所述第二轨迹和所述第二高度确定所述空中探测装置对应的第二移动路径。

6.根据权利要求2所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述方法还包括:对于所述目标MSPA景观分类图中每一个所述生态斑块,根据如下公式计算该生态斑块对应的影响力指数dPC:上式中, 为剔除该生态斑块后剩余生态板块整体的斑块连接度指数;

以及,所述基于所述目标MSPA景观分类图分析所述目标区域的生态安全格局,还包括:根据所述景观元素、所述目标区域对应的斑块连接度指数PC和每一个所述生态斑块对应的影响力指数dPC分析所述目标区域的生态安全格局。

7.根据权利要求2所述的区域生态安全格局分析方法,其特征在于,所述方法还包括:从所述目标MSPA景观分类图中的所有所述生态斑块中筛选出目标生态斑块,其中,所述目标生态斑块对应的影响力指数超过预设的影响力阈值;

对于每一个所述目标生态斑块,根据该目标生态斑块的形状,确定该目标生态斑块对应的第三轨迹,所述轨迹用于指示所述空中探测装置的移动轨迹在水平面的投影曲线;根据该目标生态斑块对应的影响力指数dPC,确定该目标生态斑块对应的采样密度,所述采样密度用于指示所述空中探测装置在单位轨迹长度上采集探测数据的数量;根据该目标生态斑块对应的所述第三轨迹和所述采样密度,确定该生态斑块对应的第三高度,所述高度用于指示所述空中探测装置在沿所述轨迹运行时的飞行高度;根据该目标生态斑块对应的所述第三轨迹、所述采样密度和所述第三高度,确定该目标生态斑块对应的探测策略;

获取所述空中探测装置基于每个所述目标生态斑块对应的探测策略采集到的第三探测数据,根据所述第三探测数据,修正所述探测生态数据,并触发执行所述根据所述探测生态数据,利用MSPA分析方法,修正所述初始MSPA景观分类图,得到目标MSPA景观分类图,并基于所述目标MSPA景观分类图分析所述目标区域的生态安全格局的操作。

8.一种区域生态安全格局分析装置,其特征在于,所述装置包括:

MSPA分析模块,用于根据目标区域的综合生态数据,利用MSPA分析方法,构建目标区域对应的初始MSPA景观分类图;其中,所述综合生态数据包括DEM高程数据、降水数据、水域数据、道路数据和土地利用数据中的一种或多种;

景观分析模块,用于输入所述初始MSPA景观分类图至预先训练好的景观分析模型中,获得所述景观分析模型输出的待确认区域;

第一路径确定模块,用于根据待确认区域,确定出空中探测装置的第一移动路径;

第二路径确定模块,用于获取所述空中探测装置基于所述第一移动路径移动时采集到的第一探测数据,基于所述第一探测数据和所述第一移动路径,确定所述空中探测装置对应的第二移动路径;其中,探测数据由所述空中探测装置上设置的探测传感器获取;

第一探测模块,用于获取所述空中探测装置基于所述第二移动路径移动时采集到的第二探测数据,根据所述第二探测数据,确定所述目标区域对应的探测生态数据;

生态分析模块,用于根据所述探测生态数据,利用MSPA分析方法,修正所述初始MSPA景观分类图,得到目标MSPA景观分类图,并基于所述目标MSPA景观分类图分析所述目标区域的生态安全格局。

9.一种区域生态安全格局分析系统,其特征在于,所述系统包括:存储有可执行程序代码的存储器;与所述存储器耦合的处理器;所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行如权利要求1‑7任一项所述的区域生态安全格局分析方法。

10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行如权利要求1‑7任一项所述的区域生态安全格局分析方法。