[发明专利]一种生态健康诊断的指标自动化筛选方法

权利要求书

1.一种生态健康诊断的指标自动化筛选方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：收集用于生态健康诊断的评价指标；

步骤S2：分析步骤S1所收集的评价指标之间存在的交叉联系，构建多层次的网状生态健康诊断指标体系；

步骤S3：计算生态健康诊断的指标并归一化，构建生态健康诊断指标数据集；

步骤S4：综合利用主成分分析和熵权法，计算指标权重；

步骤S5：构建自动化指标筛选模型开展指标自动化筛选；

步骤S6：指标权重再分配；

其中，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：根据研究目标，设定目标层，根据压力-状态-响应模型的理论框架构建准则层，将准则层细分为多个要素层，并以在实践中能够量化的生态指标作为指标层，从而完成具有层次结构的树状生态健康诊断指标体系的构建，包括目标层-准则层-要素层-指标层4个层次；

步骤S22：分析并补充要素层与指标层之间的指标联系，形成网状的生态健康诊断指标体系；在网状指标体系中，指标层指标与要素层指标的联系包括1对1的关系以及1对多的关系；

其中，步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31：对指标层所涉及的原始数据进行收集、计算和整理；

步骤S32：确定评价单元；小流域是具有相对完整自然生态过程的区域单元，基于Arcgis水文分析模块，利用DEM数据确定研究区边界及其内部小流域边界，并以提取的小流域作为评价单元；

步骤S33：计算指标层指标；对于不需要评价单元直接基于栅格的数值型评价指标，如植被指数、叶面积指数，直接通过对遥感数据进行相关波段运算或者直接使用相关的数据产品；包括坡度、坡向在内的地形因子通过对DEM的处理获取，气象指标通过Anusplin专业气象插值软件插值获取，或者直接使用相关的数据产品；对于基于评价单元的评价指标，如土地垦殖率、人类干扰度、香农 多样性指数，首先按照公式计算其在每个评价单元中指标的数值，然后将矢量面状数据栅格化，从而将所有指标都统一为栅格格式；

步骤S34：指标体系中的定量评价指标与生态健康的关系有正向和负向之分，将正向指标和负向指标分别采用公式(1)或公式(2)进行标准化处理，其值标准化为0-1之间：

式中，n_ij是第i个评价指标上第j个栅格的标准化值；x_ij是第i个评价指标上第j个栅格的原始值；max(x_i)是第i个评价指标的最大值；min(x_i)是第i个评价指标的最小值，从而把各要素层诊断指标的值归一化到[0,1]；

其中，步骤S6具体包括以下步骤：

步骤S61：将在指标筛选过程中去除的要素层指标在网状生态健康诊断指标体系中删除，然后将要素层指标按照步骤S4计算权重；如果要素层所对应的指标层指标仅有一个，则直接将该指标层指标权重设为1；

步骤S62：使用要素层指标的权重结果对指标层指标权重进行约束，将指标层在步骤S61中计算所得的指标权重与其对应的要素层指标在步骤S4中计算所得的指标权重相乘得到组合权重；

步骤S63：将同一个指标从不同要素层获取的多个权重进行合并，进行指标权重的二次分配，使得最终指标层每个指标的权重是唯一的。

2.根据权利要求1所述的一种生态健康诊断的指标自动化筛选方法，其特征在于：步骤S1具体为：通过收集统计国内外相关文献在生态健康诊断领域的研究中所采用的高频生态健康诊断指标和区域生态健康诊断的典型指标，并去除无法获取的指标，得到用于区域生态健康诊断的评价指标集。