[发明专利]一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法在审

专利信息
申请号: 202110694458.1 申请日: 2021-06-22
公开(公告)号: CN113449469A 公开(公告)日: 2021-09-28
发明(设计)人: 叶润青;牛瑞卿;付小林;马敏;吴润泽;李士垚;董雅深;杨建英;潘宇晨;申清峰 申请(专利权)人: 中国地质调查局武汉地质调查中心
主分类号: G06F30/27 分类号: G06F30/27;G06K9/62
代理公司: 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人: 李登桥
地址: 430074 湖北省武*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 信息 融合 斜坡 浅表 岩土 工程 性质 区划 方法
【权利要求书】:

1.一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法,其特征在于,它包括以下步骤:

步骤一,研究区选取:选取具有代表性的斜坡浅表层岩土工程区作为研究区;

步骤二,数据获取:获取研究区的多种不同类型的源数据;

步骤三,数据选择:从步骤二中获取的源数据中选取多种不同类型的数据作为岩土体工程性质分类因子;

步骤四,模型建立:利用支持向量机训练样本建立研究区岩石工程性质分类模型;

步骤五,数据融合:将不同格式文件的数据进行格式一致化;

步骤六,ROI样区选择:

步骤七,SVM分类及精度评价。

2.根据权利要求1所述一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法,其特征在于:所述步骤一中研究区选择为三峡库区秭归至巴东段,大地构造处于扬子准地台的中西部,是川东褶皱带、大巴山弧和淮阳山字型西翼反射弧三者的汇交区,跨越新华夏第三隆起带中段和第三沉降带东区,区内褶皱包含黄陵背斜和秭归向斜。

3.根据权利要求1所述一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法,其特征在于:所述步骤二中共有三种不同源数据:

第一种为利用高分辨率对地观测卫星影像30m空间分辨率的Landsat;

第二种为1:20万和局部1:5万的地质图;

第三种为地形图。

4.根据权利要求1所述一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法,其特征在于:所述步骤三中从源数据中选取的数据包括:地层、坡度、斜坡结构、NDVI、亮度和对比度6种专题图,作为岩土体工程性质分类因子。

5.根据权利要求1所述一种基于多源信息融合的斜坡浅表层岩土工程性质区划方法,其特征在于:所述步骤四中模型建立具体过程为:

考虑训练样本xi,yi,i=1,…n;xi,yi∈{-1,1},其中xi作为输入模型的第i个样本,yi作为标记,推导出超平面分离方程如下:

ωx+b=0,ω∈Rn,b∈R (1)

式中:ω是超平面的法向量,b是超平面的常数;

假定给出一个样本集(xi,yi),i=1,…n,Rd,y∈{-1,1}满足:

yi[([(ωtxi)+b])+b]-1≥0,i=1,…n (2)

式中:ωtxi+b=0是分类面方程,此时分类间隔为最终目标是一个分类面,这里使||ω||2最小,在线性可分的情况下,得到SVM的目标函数是:

s.t.yi[([(ωtxi)+b])+b]-1≥0,i=1,…n (4)

为求得式(3)的最小值,定义Lagrange函数:

其中α≥0为各样本对应的Lagrange乘子,为了求解表达式(5)的最小值,可以令该泛函数对ω,b求偏导,并令其等于0,得到表达式(5)的相应对偶函数:

其中,Lagrange乘子αi所对应的样本就是支持向量;

若为最优解,求出最优分类面权系数向量ω*和分类器的阈值b*

其中x*(1)、x*(-1)分别表示两类中任意一个支持向量;

由上推导出的参数ω、b可得到分类器决策函数:

通过引入松弛变量解决是否线性可分的问题,表达式(3),(4),(5)分别为;

yi[(ωtxi)+b]-1+ξi≥0,i=1,…n (11)

s.t.yi[(ωtxi+b)-1]+ξi≥0,i=1,…n (13)

其中,C>0是一个自定义的惩罚因子,即保障模型的过拟合,同时泛化能力更强。

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