一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法及系统

1.本公开涉及大数据挖掘技术领域，尤其涉及一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法及系统。


背景技术：

2.目前，对研究区域可持续发展能力的预测主要包括根据研究区实际情况将可持续发展指标进行本地化，然后收集指标的统计数据等结构化数据以及非结构化的时空大数据进行分析计算，通过数据融合后预测当地可持续发展能力。
3.在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在以下问题：采用相关技术动态监测可持续发展水平时，由于用于可持续发展能力预测的数据较少，导致存在数据缺失、难以处理等诸多问题，从而影响预测结果的准确性。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本公开提供了一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法及系统，以至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
5.为了解决上述技术问题，本公开的技术方案如下：
6.作为本公开的一方面，提供一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法，应用于面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，上述方法包括：
7.接收与目标区域对应的目标指标集，其中，上述目标指标集中包括至少一个目标指标；
8.针对上述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与上述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；
9.利用上述栅格数据集对上述目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，上述标准预测结果包括至少两个样本点，且每个上述样本点对应有可持续发展能力值；
10.根据上述标准预测结果，从上述至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，上述至少两个样本点中不是上述当前样本点的样本点作为待测点；
11.针对每个上述待测点，根据上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个上述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定上述待测点对应的可持续发展能力值；
12.根据上述待测点对应的可持续发展能力值和上述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；以及
13.根据上述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化上述待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出上述目标区域的监测站点布设图，其中，上述监测站点布设图包括满足上述迭代停止条件时，与上述待优化预测结果对应的当前样本点集。
14.根据本公开的实施例，上述目标指标集包括m个目标指标，上述当前样本点集包括
n个当前样本点，m≥1，n≥1；
15.上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度的确定方法包括：
16.针对每个待测点，在以m个上述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度，最终得到m个单地理环境相似度，其中，1≤i≤m，1≤j≤n；
17.根据上述m个单地理环境相似度确定上述待测点与上述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度。
18.根据本公开的实施例，上述根据上述m个单地理环境相似度确定上述待测点与上述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度包括：
19.针对m个上述目标指标中的每个上述目标指标，按照预设方式确定上述目标指标与上述标准预测结果之间的相关性；
20.根据上述相关性确定上述目标指标的权重，并以上述目标指标的权重作为与上述目标指标对应的单地理环境相似度的权重；
21.根据m个上述单地理环境相似度的权重，对m个上述单地理环境相似度进行线性加权求平均，得到上述第j个综合地理环境相似度。
22.根据本公开的实施例，上述按照预设方式确定上述目标指标与上述标准预测结果之间的相关性包括：
23.基于地理探测器对上述目标指标与上述标准预测结果进行分异及因子探测，得到探测结果；
24.根据上述探测结果确定上述相关性。
25.根据本公开的实施例，每个上述目标指标具有对应的变量类别，上述变量类别包括类型变量和连续型变量；
26.其中，上述在以m个上述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度包括：
27.在确定上述第i个环境变量的变量类别为上述类型变量的情况下，调用布尔函数，并利用上述布尔函数确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到上述第i个单地理环境相似度；
28.在确定上述第i个环境变量的变量类别为上述连续型变量的情况下，调用距离函数，并利用上述距离函数确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到上述第i个单地理环境相似度。
29.根据本公开的实施例，上述根据上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个上述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定与上述待测点对应的可持续发展能力值包括：
30.确定上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，得到综合地理环境相似度集；
31.确定上述综合地理环境相似度集中，相似度值最高的综合地理环境相似度，得到目标综合地理环境相似度；
32.确定与上述目标综合地理环境相似度对应的当前样本点为目标点；
33.根据上述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，按照预设公式确定与上述待测点对应的可持续发展能力值，其中，上述其他综合地理环境相似度为上述综合地理环境相似度集中去除上述目标综合地理环境相似度后的综合地理环境相似度；上述其他样本点为上述当前样本点集中去除上述目标点后的当前样本点。
34.根据本公开的实施例，上述根据上述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，确定与上述待测点对应的可持续发展能力值的预设公式包括：
[0035][0036]
其中，sdg为与上述待测点对应的可持续发展能力值，t
max
为目标综合地理环境相似度，sdg
max
为上述目标站点的可持续发展能力值，t
others
为其他综合地理环境相似度，sdg
others
分别为其他样本点的可持续发展能力值。
[0037]
根据本公开的实施例，上述预设优化方式包括空间模拟退火算法，上述迭代停止条件包括达到预设温度；
[0038]
上述根据上述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化上述待优化预测结果直至满足迭代停止条件包括：
[0039]
迭代地执行以下步骤：
[0040]
根据上述空间模拟退火算法中的损失函数确定上述待优化预测结果与上述标准预测结果之间的上述损失值；
[0041]
在上述损失值不满足预设损失阈值的情况下，更新上述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集；
[0042]
利用更新后的当前样本点集更新上述待优化预测结果，直至达到上述预设温度时停止迭代。
[0043]
根据本公开的实施例，上述更新上述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集包括：
[0044]
从上述当前样本点集中随机确定一个当前样本点作为目标样本点；
[0045]
在上述至少两个样本点中，以上述目标样本点为原点，在预设半径内选取一个样本点替换上述目标样本点，得到上述更新后的当前样本点集。
[0046]
作为本公开的另一方面，提供一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，包括：
[0047]
接收模块，用于接收与目标区域对应的目标指标集，其中，上述目标指标集中包括至少一个目标指标；
[0048]
获取模块，用于针对上述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与上述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；
[0049]
预测模块，用于利用上述栅格数据集对上述目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，上述标准预测结果包括至少两个样本点，且每个样本点对应有可持续发展能力值；
[0050]
选取模块，用于根据上述标准预测结果，从上述至少两个样本点中选取预设数目
个样本点，得到当前样本点集，其中，上述至少两个样本点中不是上述当前样本点的样本点作为待测点；
[0051]
第一确定模块，用于针对每个上述待测点，根据上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个上述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定上述待测点对应的可持续发展能力值；
[0052]
第二确定模块，用于根据上述待测点对应的可持续发展能力值和上述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；
[0053]
优化模块，用于根据上述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化上述待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出上述目标区域的监测站点布设图，其中，上述监测站点布设图包括满足上述迭代停止条件时，与上述待优化预测结果对应的当前样本点集。
[0054]
根据本公开的实施例，通过采用接收与目标区域对应的目标指标集；然后针对目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；之后利用栅格数据集对目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果；之后根据标准预测结果，从至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集和待测点；之后针对每个待测点，根据待测点与每个当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个当前样本点对应的可持续发展能力值，确定待测点对应的可持续发展能力值，并根据待测点对应的可持续发展能力值和当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；之后根据标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图，其中，监测站点布设图包括满足迭代停止条件时，与待优化预测结果对应的当前样本点集的技术方案。由于本公开的实施例的技术方案可以根据监测站点布设图中的样本点集作为目标区域的监测站点进行监测，然后根据监测站点的数据对整个目标区域的可持续发展能力进行预测，可解决可持续发展能力预测过程中收集和处理数据难的技术问题。从而达到了可持续发展能力预测过程中能够聚焦关键区域，可降低可持续发展能力预测数据的获取难度，并有助于提高预测结果的准确性。
附图说明
[0055]
图1示意性示出了根据本公开实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法的流程图；
[0056]
图2示意性示出了根据本公开实施例的综合地理环境相似度确定方法的流程图；
[0057]
图3示意性示出了根据本公开实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统的结构框图；
[0058]
图4示意性示出了根据本公开另一实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统的结构框图；
[0059]
图5示意性示出了根据本公开实施例的数据输入模块的界面图；
[0060]
图6示意性示出了该实施例中的监测站点布设图；
[0061]
图7示意性示出了该实施例中不同布设方案的均方误差图；以及
[0062]
图8示意性示出了根据本公开实施例的适于实现面向区域可持续发展能力监测的
站点布设方法的电子设备的方框图。
具体实施方式
[0063]
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0064]
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0065]
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0066]
在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
[0067]
目前，可持续发展缺少可操作的动态监测可持续发展水平的手段。目前已有关于可持续发展的研究，主要集中理论层面或可持续发展指标的本地化，以及如何对可持续发展指标进行合理计算等。相关技术中，对可持续发展能力的评估目前主要是分为两个步骤：第一先根据研究区实际情况，将可持续发展目标进行本地化；第二是收集指标的统计数据等结构化数据以及非结构化的时空大数据进行分析计算，通过数据融合后评估当地可持续发展能力。但是，在收集和处理数据存在数据缺失、数据量大、难以处理等诸多问题。
[0068]
有鉴于此，本公开针对以上技术问题，提供一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法，以找到对可持续发展能力预测具有关键代表性的区域，只对关键代表性区域进行预测，从而减少预测过程中收集和处理数据的难度；同时，还可以根据关键代表性区域的预测获得整个研究区域的可持续发展能力预测结果。
[0069]
具体地，本公开提供了一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法，应用于面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，方法包括：接收与目标区域对应的目标指标集，其中，目标指标集中包括至少一个目标指标；针对目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；利用栅格数据集对目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，标准预测结果包括至少两个样本点，且每个样本点对应有可持续发展能力值；根据标准预测结果，从至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，至少两个样本点中不是当前样本点的样本点作为待测点；针对每个待测点，根据待测点与每个当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个当前样本点对应的可持续发展能力值，确定待测点对应的可持续发展能力值；根据待测点对应的可持续发展能力值和当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；以及根据标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化待优化预测结果，直至满
足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图，其中，监测站点布设图包括满足迭代停止条件时，与待优化预测结果对应的当前样本点集。
[0070]
图1示意性示出了根据本公开实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法的流程图。
[0071]
如图1所示，该实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法可以应用于面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，该方法包括操作s110-操作s170。
[0072]
在操作s110，接收与目标区域对应的目标指标集，其中，上述目标指标集中包括至少一个目标指标。
[0073]
根据本公开的实施例，目标指标集可以是根据目标区域的实际情况从预设的可持续发展评估指标中选取的。例如，可以根据目标区域的地理因素选择目标指标，例如目标区域包含海域，则需选择与海域相关的目标指标。需要说明的是，对于目标指标集可以人工选取，也可以通过预设选取规则通过计算机自动选取，本公开实施例对目标指标集的选取方法不做限定。
[0074]
根据本公开的实施例，预设的可持续发展评估指标可以包括用于可持续发展评估的17个一级指标，例如：无贫穷、零饥饿、良好健康与福祉、优质教育、清洁饮水和卫生措施、经济适用的清洁能源、体面工作和经济增长、产业、创新和基础设施、减少不平等、可持续城市和社区、负责任消费和生产、气候行动、水下生物、陆地生物、和平、正义和强大机构和促进目标实现的伙伴关系。
[0075]
在操作s120，针对上述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与上述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集。
[0076]
根据本公开的实施例，栅格数据是将空间分割成有规律的网格，每一个网格称为一个单元，并在各单元上赋予相应的属性值来表示实体的一种数据形式。
[0077]
在其中一个实施例中，目标指标集包括目标指标a、目标指标b和目标指标c。针对上述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与上述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集例如可以包括：从数据存储系统获取与目标指标a对应的栅格数据a、与目标指标b对应的栅格数据b和与目标指标c对应的栅格数据c，则栅格数据集包括栅格数据a、栅格数据b和栅格数据c。
[0078]
根据本公开的实施例，在获取栅格数据之后，还可以根据研究需要，将栅格数据重采样为预设大小研究单元例如可以为最小研究单元。
[0079]
在操作s130，利用上述栅格数据集对上述目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，上述标准预测结果包括至少两个样本点，且每个上述样本点对应有可持续发展能力值。
[0080]
根据本公开的实施例，标准预测结果实质上也是栅格数据，即标准预测结果包括至少两个单元，每个单元即为一个样本点，每个单元上赋予的值即为可持续发展能力值。
[0081]
在其中一个实施例中，标准预测结果包括4个单元，分别为单元1、单元2、单元3和单元4，且在单元1上赋有数据1，在单元2上赋有数据2，在单元3上赋有数据3，在单元4上赋有数据4。则单元1、单元2、单元3和单元4分别为样本点1、样本点2、样本点3和样本点4；数据1、数据2、数据3和数据4分别为与样本点1对应的可持续发展能力值1、与样本点2对应的可持续发展能力值2、与样本点3对应的可持续发展能力值3和与样本点4对应的可持续发展能
力值4。
[0082]
在操作s140，根据上述标准预测结果，从上述至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，上述至少两个样本点中不是上述当前样本点的样本点作为待测点。
[0083]
根据本公开的实施例，从上述至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集可以是随机从至少两个样本点中选取预设数目个样本点，也可以是按照预设的选取规则从至少两个样本点中选取预设数目个样本点。预设的选取规则例如可以按照网格点的顺序选取。
[0084]
在其中一些实施例中，标准预测结果包括样本点1、样本点2、样本点3和样本点4，预设数目为2，则在其中一个实施例中，选取的当前样本集可以包括样本点1和样本点2，此时，样本点3和样本点4作为待测点；在另一个实施例中，选取的当前样本集可以包括样本点2和样本点4，此时样本点1和样本点3作为待测点。
[0085]
在操作s150，针对每个上述待测点，根据上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个上述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定上述待测点对应的可持续发展能力值。
[0086]
根据本公开的实施例，综合地理环境相似度是指2个空间位置在地理环境(包括空间和非空间要素)上的综合相似性。
[0087]
在操作s160，根据上述待测点对应的可持续发展能力值和上述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果。
[0088]
根据本公开的实施例，标准预测结果包括样本点1、样本点2、样本点3、样本点4，且样本点1对应可持续发展能力值1，样本点2对应可持续发展能力值2，样本点3对应可持续发展能力值3，样本点4对应可持续发展能力值。例如，样本点1和样本点2分别为当前样本点1和当前样本点2，则当前样本点1对应可持续发展能力值1，当前样本点2对应可持续发展能力值2；而样本点3和样本点4分别为待测点1和待测点2，经过上述计算得到待测点1对应可持续发展能力值1’，待测点2对应可持续发展能力值2’。此时，根据上述待测点对应的可持续发展能力值和上述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果可以包括：可持续发展能力值1、可持续发展能力值2、可持续发展能力值1’和可持续发展能力值2’。
[0089]
在操作s170，根据上述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化上述待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出上述目标区域的监测站点布设图，其中，上述监测站点布设图包括满足上述迭代停止条件时，与上述待优化预测结果对应的当前样本点集。
[0090]
根据本公开的实施例，预设优化方式可以包括空间模拟退火算法，上述迭代停止条件可以包括达到预设温度。
[0091]
根据本公开的实施例，通过采用接收与目标区域对应的目标指标集；然后针对目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；之后利用栅格数据集对目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果；之后根据标准预测结果，从至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集和待测点；之后针对每个待测点，根据待测点与每个当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个当前样本点对应的可持续发展能力值，确定待测点对应的可持续发展能力值，并根据待测点对应的可持续发展能力值和当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化
预测结果；之后根据标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图，其中，监测站点布设图包括满足迭代停止条件时，与待优化预测结果对应的当前样本点集的技术方案。由于本公开的实施例的技术方案可以根据监测站点布设图中的样本点集作为目标区域的监测站点进行监测，然后根据监测站点的数据对整个目标区域的可持续发展能力进行预测，可解决可持续发展能力预测过程中收集和处理数据难的技术问题。从而达到了可持续发展能力预测过程中能够聚焦关键区域，做到有的放矢，可降低可持续发展能力预测数据的获取难度，并有助于提高预测结果的准确性。
[0092]
根据本公开的实施例，上述目标指标集包括m个目标指标，上述当前样本点集包括n个当前样本点，m≥1，n≥1；
[0093]
上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度的确定方法包括：
[0094]
针对每个待测点，在以m个上述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度，最终得到m个单地理环境相似度，其中，1≤i≤m，1≤j≤n；
[0095]
根据上述m个单地理环境相似度确定上述待测点与上述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度。
[0096]
根据本公开的实施例，目标指标集包括目标指标a、目标指标b和目标指标c，当前样本集包括当前样本1和当前样本2，待测点包括待测点1和待测点2。待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度可以包括待测点1与当前样本1之间的综合地理环境相似度、待测点1与当前样本2之间的综合地理环境相似度、待测点2与当前样本1之间的综合地理环境相似度以及待测点2与当前样本2之间的综合地理环境相似度。其中，待测点1与当前样本1之间的综合地理环境相似度的确定方法可以包括：以目标指标a为环境变量，确定当前样本1与待测点1之间的单地理环境相似度，得到单地理环境相似度a1；然后以目标指标b为环境变量，确定当前样本1与待测点1之间的单地理环境相似度，得到单地理环境相似度b1；之后以目标指标c为环境变量，确定当前样本1与待测点1之间的单地理环境相似度，得到单地理环境相似度c1；最终得到3个单地理环境相似度，根据3个单地理环境相似度确定待测点1与当前样本1之间的综合地理环境相似度。需要说明的是，待测点1与当前样本2之间的综合地理环境相似度、待测点2与当前样本1之间的综合地理环境相似度以及待测点2与当前样本2之间的综合地理环境相似度同理，本公开实施例不再赘述。
[0097]
根据本公开的实施例，在每一个待测点上可以用地理环境相似度向量表达该待测点的地理环境特征，其表达式为式(1)。
[0098]mij
＝(n
1，ij
，n
2，ij
，...，n
t，ij
)；
ꢀꢀꢀ
(1)
[0099]
其中，t是所选的环境变量个数，即目标指标的个数；每一个元素n
v，ij
(v＝1，...，m)是所选环境变量在该待测点的特征值，其中，特征值为目标指标的栅格数据在该待测点的数值。
[0100]
根据本公开的实施例，上述根据上述m个单地理环境相似度确定上述待测点与上述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度包括：
[0101]
针对m个上述目标指标中的每个上述目标指标，按照预设方式确定上述目标指标与上述标准预测结果之间的相关性；根据上述相关性确定上述目标指标的权重，并以上述
目标指标的权重作为与上述目标指标对应的单地理环境相似度的权重；根据m个上述单地理环境相似度的权重，对m个上述单地理环境相似度进行线性加权求平均，得到上述第j个综合地理环境相似度。
[0102]
根据本公开的实施例，上述按照预设方式确定上述目标指标与上述标准预测结果之间的相关性包括：基于地理探测器对上述目标指标与上述标准预测结果进行分异及因子探测，得到探测结果；根据上述探测结果确定上述相关性。
[0103]
根据本公开的实施例，地理探测器的分异及因子探测可以反映自变量例如目标指标在多大程度上解释了因变量例如标准预测结果的空间分异，用q值度量，表达式为式(2)：
[0104][0105]
其中：h＝1，...，l为自变量x的分类；nh和n分别为类h和全局的空间单元个数；和σ2分别是类h和全局的因变量方差；ssw和sst分别为类内方差和和全区总方差。q为探测结果，且q的值域为[0，1]，q值越大，说明自变量与因变量之间相关性越强；q值越小，说明自变量与因变量之间相关性越弱。基于地理探测器对选定的目标指标和标准评估结果之间进行分异及因子探测，基于探测结果q值大小对目标指标进行重要性权重赋值，其中权重应满足式(3)：
[0106][0107]
n为目标数量，wi为每个目标指标的权重。
[0108]
根据本公开的实施例，以上述目标指标的权重作为与上述目标指标对应的单地理环境相似度的权重可以包括：以目标指标a的权重a，作为与目标指标a对应的单地理环境相似度的权重，即与目标指标a对应的单地理环境相似度的权重为权重a。
[0109]
根据本公开的实施例，综合地理环境相似度可以采用如下公式(4)确定。
[0110][0111]
其中，t
ij，k
为待测点(i，j)与第k个当前样点之间的综合地理环境相似度；n
v，ij
、n
v，k
分别为第v个环境变量在待测点(i，j)和当前样点k处的特征值，t为所选的环境变量个数。fv为用于计算单个地理环境变量相似度的函数。p为综合各单个地理环境变量相似度的函数，该函数形式使用线性加权平均法，权重为如上所述的wi。
[0112]
根据本公开的实施例，每一个待测点的综合地理环境相似度向量可以采用如下公式(5)表示。
[0113]
t
ij
＝(t
ij，1
，t
ij，2
，...，t
ij，n
)；
ꢀꢀꢀ
(5)
[0114]
其中，该向量中的每一个元素t
ij，k
(k＝1，2，...，n)是待测点(i，j)与样点k之间的综合地理环境相似度，n为当前样点数量。
[0115]
根据本公开的实施例，每个上述目标指标具有对应的变量类别，上述变量类别包括类型变量和连续型变量；其中，上述在以m个上述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度包括：在确定上述第i个环境变量的变量类别为上述类型变量的情况下，调用布尔函数，并利用上述布尔函数确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理
环境相似度，得到上述第i个单地理环境相似度；在确定上述第i个环境变量的变量类别为上述连续型变量的情况下，调用距离函数，并利用上述距离函数确定第j个当前样本点与上述待测点之间的单地理环境相似度，得到上述第i个单地理环境相似度。
[0116]
根据本公开的实施例，在计算单地理环境相似度时，变量类型为类型变量时采用布尔函数进行相似性度量，例如当前样本点与待测点间的类型变量属于同类，则待测点的单地理环境相似度为1，否则为0。连续型变量采用gower相似度进行度量，表达式为如式(6)。
[0117][0118]
其中，st
ij，k
为待测点(i，j)与当前样点k之间的单地理环境相似度，n
v，ij
、n
v，k
为第v个环境变量在待测点(i，j)和当前样点k处的特征值，max(nv)-min(nv)表示第v个环境变量的极差。
[0119]
图2示意性示出了根据本公开实施例的综合地理环境相似度确定方法的流程图。
[0120]
如图2所示，该实施例的确定方法包括操作s201～操作s208。
[0121]
在操作s201，获取m个目标指标和n个当前样本点，其中，m≥1，n≥1。
[0122]
在操作s202，针对每个待测点，在以m个目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，判断第i个环境变量是否为类型变量。在第i个环境变量为类型变量的情况下，执行操作s203；在第i个环境变量为连续型变量的情况下，执行操作s204。
[0123]
在操作s203，利用布尔函数确定第j个当前样本点与待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度；最终可以得到m个单地理环境相似度，其中，1≤i≤m，1≤j≤n。
[0124]
在操作s204，利用距离函数确定第j个当前样本点与待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度；最终可以得到m个单地理环境相似度，其中，1≤i≤m，1≤j≤n。
[0125]
在操作s205，基于地理探测器对目标指标与标准预测结果进行分异及因子探测，得到探测结果。
[0126]
在操作s206，根据探测结果确定目标指标与标准预测结果之间的相关性。
[0127]
在操作s207，根据相关性确定目标指标的权重，并以目标指标的权重作为与目标指标对应的单地理环境相似度的权重。
[0128]
在操作s208，根据m个单地理环境相似度的权重，对m个单地理环境相似度进行线性加权求平均，得到第j个综合地理环境相似度。
[0129]
根据本公开的实施例，上述根据上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个上述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定与上述待测点对应的可持续发展能力值包括：确定上述待测点与每个上述当前样本点之间的综合地理环境相似度，得到综合地理环境相似度集；确定上述综合地理环境相似度集中，相似度值最高的综合地理环境相似度，得到目标综合地理环境相似度；确定与上述目标综合地理环境相似度对应的当前样本点为目标点；根据上述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，按照预设公式确定与上述待测点对应的可持续发展能力值，其中，上述其他综合地理环境相似度为上述综合
地理环境相似度集中去除上述目标综合地理环境相似度后的综合地理环境相似度；上述其他样本点为上述当前样本点集中去除上述目标点后的当前样本点。
[0130]
根据本公开的实施例，上述根据上述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，确定与上述待测点对应的可持续发展能力值的预设公式如式(7)所示。
[0131][0132]
其中，sdg为与上述待测点对应的可持续发展能力值，t
max
为目标综合地理环境相似度，sdg
max
为上述目标站点的可持续发展能力值，t
others
为其他综合地理环境相似度，sdg
others
分别为其他样本点的可持续发展能力值。
[0133]
根据本公开的实施例，上述预设优化方式包括空间模拟退火算法，上述迭代停止条件包括达到预设温度；上述根据上述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化上述待优化预测结果直至满足迭代停止条件包括：
[0134]
迭代地执行以下步骤：
[0135]
根据上述空间模拟退火算法中的损失函数确定上述待优化预测结果与上述标准预测结果之间的上述损失值；在上述损失值不满足预设损失阈值的情况下，更新上述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集；利用更新后的当前样本点集更新上述待优化预测结果，直至达到上述预设温度时停止迭代。
[0136]
根据本公开的实施例，上述更新上述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集包括：从上述当前样本点集中随机确定一个当前样本点作为目标样本点；在上述至少两个样本点中，以上述目标样本点为原点，在预设半径内选取一个样本点替换上述目标样本点，得到上述更新后的当前样本点集。
[0137]
根据本公开的实施例，利用空间模拟退火算法优化预测结果可以包括：
[0138]
(1)设定采样空间，设置初始温度t0、迭代终止条件最低温度t
min
，其中，采用空间为选取的目标指标的数目。
[0139]
(2)设定损失函数f(s)，该实施例中选取均方差作为损失函数，表达式如式(8)。
[0140][0141]
其中，n为标准预测结果中的样本点的个数，为对第i个单元进行预测可持续发展能力值的估计误差平方。
[0142]
(3)随机生成初始解s0，即当前样本点集，根据初始解s0生成待优化预测结果，并利用待优化预测结果和标准预测结果确定损失值f(s0)。
[0143]
(4)在当前解s0中，随机选取一个当前样点，并以随机的半径在标准预测结果中的所有样本点中搜索，将搜索得到的样本点替换掉当前样本点，得到新解s1；然后根据新解s1生成新的待优化预测结果，并利用新的待优化预测结果和标准预测结果确定损失值f(s1)。
[0144]
(5)根据metropolis准则决定是否接受新解s1：若是f(s1)≤f(s0)，则接受新解s1；若是f(s1)＞f(s0)，则计算接受新解s1的概率p，将概率p与0-1之间的随机数r进行比较，若是p＞r，则接受新解s1，否则舍弃s1。其中，概率p可以采用如下公式(9)表示。
[0145]
[0146]
其中，t为当前温度，exp()为自然常数e为底的指数函数。
[0147]
(6)判断当前温度是否达到终止迭代条件最低温度t
min
，如达到则输出当前解为最终样点集，否则进行降温继续迭代，直至达到迭代终止条件最低温度t
min
。
[0148]
需要说明的是，本公开实施例中的流程图所示的操作除非明确说明不同操作之间存在执行的先后顺序，或者不同操作在技术实现上存在执行的先后顺序，否则，多个操作之间的执行顺序可以不分先后，多个操作也可以同时执行。
[0149]
基于上述监测站点布设图输出方法，本公开还提供了一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统。以下将结合图3对该面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统进行详细描述。
[0150]
图3示意性示出了根据本公开实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统的结构框图。
[0151]
如图3所示，该实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统300包括接收模块310、获取模块320、预测模块330、选取模块340、第一确定模块350、第二确定模块360和优化模块370。
[0152]
接收模块310，用于接收与目标区域对应的目标指标集，其中，目标指标集中包括至少一个目标指标。
[0153]
获取模块320，用于针对目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集。
[0154]
预测模块330，用于利用栅格数据集对目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，标准预测结果包括至少两个样本点，且每个样本点对应有可持续发展能力值。
[0155]
选取模块340，用于根据标准预测结果，从至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，至少两个样本点中不是当前样本点的样本点作为待测点。
[0156]
第一确定模块350，用于针对每个待测点，根据待测点与每个当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个当前样本点对应的可持续发展能力值，确定待测点对应的可持续发展能力值。
[0157]
第二确定模块360，用于根据待测点对应的可持续发展能力值和当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果。
[0158]
优化模块370，用于根据标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图，其中，监测站点布设图包括满足迭代停止条件时，与待优化预测结果对应的当前样本点集。
[0159]
根据本公开的实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑阵列(pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(asic)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、子模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分
地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
[0160]
根据本公开的实施例，接收模块310、获取模块320、预测模块330、选取模块340、第一确定模块350、第二确定模块360和优化模块370中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，接收模块310、获取模块320、预测模块330、选取模块340、第一确定模块350、第二确定模块360和优化模块370中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑阵列(pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(asic)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，接收模块310、获取模块320、预测模块330、选取模块340、第一确定模块350、第二确定模块360和优化模块370中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
[0161]
图4示意性示出了根据本公开另一实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统的结构框图。
[0162]
如图4所示，该实施例的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统300’包括数据输入模块410和数据计算模块420。需要说明的是，面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统300’中包含的模块可以包含在图3中的面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统300中。另外一种可实施方式中，面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统300’中包含的模块可以融合至图3的任一模块中。
[0163]
数据输入模块410，用于输入进行可持续发展能力评估所需要的栅格数据，以及通过计算获得的可持续发展能力评估结果作为标准结果。
[0164]
数据计算模块420，用于根据数据输入模块410输入的数据，对目标指标进行地理探测器分析并确定权重，并依据地理相似性进行空间插值，并基于空间模拟退火算法对可持续发展监测站点布局进行迭代求解。数据计算模块与图3中的第一确定模块、第二确定模块和优化模块相关。
[0165]
其中，数据计算模块420包括地理探测器计算子模块、空间插值计算子模块和迭代优化计算子模块。
[0166]
地理探测器计算子模块，用于根据公(2)和(3)对目标指标和可持续发展评估结果之间进行分异和因子探测，分别计算目标指标对可持续发展评估结果空间分布的解释度q值，并根据q值的大小对目标指标赋予权重wi。
[0167]
空间插值计算子模块，用于根据公式(4)和(7)计算每个待测点与样点之间的综合地理环境相似度t
ij，k
，根据综合地理环境相似度计算除样点外的其他待测点的可持续发展能力值。空间插值计算子模块与图3中的第一确定模块相关。
[0168]
迭代优化计算模块，用于根据公式(8)计算空间插值得到的可持续发展能力评估结果与标准结果的均方误差f(s)，即目标函数值，随后生成新的解s1并计算f(s1)，根据metropolis准则决定是否接受新解，循环迭代至最后达到迭代终止条件，输出最终结果。迭代优化计算模块与图3中的优化模块相关。
[0169]
根据本公开的实施例，通过基于空间模拟退火算法，实现了对可持续发展能力监
测站点的科学选取。使得在进行可持续发展能力监预测过程中聚焦关键区域，在一定误差允许范围内降低可持续发展评估数据获取难度，并通过空间插值算法实现全域可持续发展能力预测。同时，通过提供交互式的可持续发展监测站点布局系统，可以将上述方法封装成简单操作的工具，使得非专业人员使用时具有更强的可操作性和易用性。另外，面向未来对可持续发展领域的需求变化，本系统可根据需求开发增加更多功能，提高工作流程的连贯性。
[0170]
需要说明的是，本公开的实施例中面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统部分与本公开的实施例中面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法部分是相对应的，面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统部分的描述具体参考面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法部分，在此不再赘述。
[0171]
下面以具体实施例对上述面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法做进一步解释。
[0172]
实施例
[0173]
本实施例选取a省b市作为可持续发展能力预测的目标区域，获取了可持续发展能力17个目标指标的栅格数据，以及目标区域的可持续发展评估先验结果即标准预测结果。
[0174]
具体操作方法包括：
[0175]
图5示意性示出了根据本公开实施例的数据输入模块的界面图。
[0176]
(1)如图5所示，在数据输入模块，将相关数据即目标指标的栅格数据、可持续发展评估先验结果以及输出路径输入相应的对话框，点击运行，即进入到数据计算模块，利用上述公式(2)和公式(3)计算17个目标指标对可持续发展评估先验结果的空间分布解释程度q值，根据获得的q值为每个目标指标赋予权重wi。
[0177]
(2)根据公式(4)和公式(7)：计算待测点与样点之间的综合地理环境相似度和待测点对应的可持续发展能力值。
[0178]
(3)根据待测点对应的可持续发展能力值和当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果。
[0179]
(4)根据标准预测结果利用空间模拟退火算法迭代地优化待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图，其中，监测站点布设图包括满足迭代停止条件时，与待优化预测结果对应的当前样本点集如图3所示。
[0180]
图6示意性示出了该实施例中的监测站点布设图。
[0181]
图7示意性示出了该实施例中不同布设方案的均方误差图。
[0182]
如图6所示，当监测站点数量为10个时，监测站点能够覆盖b市所有区县，说明该方法能够很好兼顾监测站布设的区域公平性。
[0183]
对于每一种布设方案，分别计算最终布设方案的均方误差，不同布设方案的均方误差如图7所示。根据图7可以发现，随着监测站点数量的增加，均方误差逐渐减小，在100个监测站点以前，均方误差减小速率最大，超过100个监测站后，均方误差的减小速率显著降低。因此，综合均方误差变化方面来看，监测站点数量设置为100能够得到较小的均方误差，因此可以认为设置100个监测站点是较为合理的。
[0184]
在本实施例中，在进行地理环境相似度计算时，当前样点集中与待测点之间相似度的最大值，可以视为预测的可靠程度，那么1与相似度最大值的差值即可表示为不可靠程
度，即为不确定性。
[0185]
经过分析，b市北部预测不确定性较高，南部预测不确定性较高，尤其集中在a县和b县，说明该布设方案对a县和b县的代表性较差。
[0186]
图8示意性示出了根据本公开实施例的适于实现面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法的电子设备的方框图。
[0187]
如图8所示，根据本公开实施例的电子设备800包括处理器801，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中的程序或者从存储部分808加载到随机访问存储器(ram)803中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器801例如可以包括通用微处理器(例如cpu)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))等等。处理器801还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器801可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
[0188]
在ram 803中，存储有电子设备800操作所需的各种程序和数据。处理器801、rom 802以及ram 803通过总线804彼此相连。处理器801通过执行rom 802和/或ram 803中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除rom 802和ram 803以外的一个或多个存储器中。处理器801也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
[0189]
根据本公开的实施例，电子设备800还可以包括输入/输出(i/o)接口805，输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。电子设备800还可以包括连接至i/o接口805的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分806；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分807；包括硬盘等的存储部分808；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分809。通信部分809经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器810也根据需要连接至i/o接口805。可拆卸介质811，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器810上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分808。
[0190]
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
[0191]
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的rom 802和/或ram 803和/或rom 802和ram 803以外的一个或多个存储器。
[0192]
本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机系统中运行时，该程序代码用于使计算机系统实现本公开实施例所提供的面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法。
[0193]
在该计算机程序被处理器801执行时执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
[0194]
在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分809被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
[0195]
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分809从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质811被安装。在该计算机程序被处理器801执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
[0196]
根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如java，c++，python，“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0197]
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0198]
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
[0199]
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

技术特征：
1.一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法，应用于面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，所述方法包括：接收与目标区域对应的目标指标集，其中，所述目标指标集中包括至少一个目标指标；针对所述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与所述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；利用所述栅格数据集对所述目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，所述标准预测结果包括至少两个样本点，且每个所述样本点对应有可持续发展能力值；根据所述标准预测结果，从所述至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，所述至少两个样本点中不是所述当前样本点的样本点作为待测点；针对每个所述待测点，根据所述待测点与每个所述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个所述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定所述待测点对应的可持续发展能力值；根据所述待测点对应的可持续发展能力值和所述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；以及根据所述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化所述待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出所述目标区域的监测站点布设图，其中，所述监测站点布设图包括满足所述迭代停止条件时，与所述待优化预测结果对应的当前样本点集。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标指标集包括m个目标指标，所述当前样本点集包括n个当前样本点，m≥1，n≥1；所述待测点与每个所述当前样本点之间的综合地理环境相似度的确定方法包括：针对每个待测点，在以m个所述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与所述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度，最终得到m个单地理环境相似度，其中，1≤i≤m，1≤j≤n；根据所述m个单地理环境相似度确定所述待测点与所述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据所述m个单地理环境相似度确定所述待测点与所述第j个当前样本点之间的第j个综合地理环境相似度包括：针对m个所述目标指标中的每个所述目标指标，按照预设方式确定所述目标指标与所述标准预测结果之间的相关性；根据所述相关性确定所述目标指标的权重，并以所述目标指标的权重作为与所述目标指标对应的单地理环境相似度的权重；根据m个所述单地理环境相似度的权重，对m个所述单地理环境相似度进行线性加权求平均，得到所述第j个综合地理环境相似度。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述按照预设方式确定所述目标指标与所述标准预测结果之间的相关性包括：基于地理探测器对所述目标指标与所述标准预测结果进行分异及因子探测，得到探测结果；根据所述探测结果确定所述相关性。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，每个所述目标指标具有对应的变量类别，所述变量类别包括类型变量和连续型变量；其中，所述在以m个所述目标指标中的第i个目标指标作为第i个环境变量的情况下，确定第j个当前样本点与所述待测点之间的单地理环境相似度，得到第i个单地理环境相似度包括：在确定所述第i个环境变量的变量类别为所述类型变量的情况下，调用布尔函数，并利用所述布尔函数确定第j个当前样本点与所述待测点之间的单地理环境相似度，得到所述第i个单地理环境相似度；在确定所述第i个环境变量的变量类别为所述连续型变量的情况下，调用距离函数，并利用所述距离函数确定第j个当前样本点与所述待测点之间的单地理环境相似度，得到所述第i个单地理环境相似度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述待测点与每个所述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个所述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定与所述待测点对应的可持续发展能力值包括：确定所述待测点与每个所述当前样本点之间的综合地理环境相似度，得到综合地理环境相似度集；确定所述综合地理环境相似度集中，相似度值最高的综合地理环境相似度，得到目标综合地理环境相似度；确定与所述目标综合地理环境相似度对应的当前样本点为目标点；根据所述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，按照预设公式确定与所述待测点对应的可持续发展能力值，其中，所述其他综合地理环境相似度为所述综合地理环境相似度集中去除所述目标综合地理环境相似度后的综合地理环境相似度；所述其他样本点为所述当前样本点集中去除所述目标点后的当前样本点。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述根据所述目标综合地理环境相似度、目标点的可持续发展能力值、其他综合地理环境相似度和其他样本点的可持续发展能力值，确定与所述待测点对应的可持续发展能力值的预设公式包括：其中，sdg为与所述待测点对应的可持续发展能力值，t
max
为目标综合地理环境相似度，sdg
max
为所述目标站点的可持续发展能力值，t
others
为其他综合地理环境相似度，sdg
others
分别为其他样本点的可持续发展能力值。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设优化方式包括空间模拟退火算法，所述迭代停止条件包括达到预设温度；所述根据所述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化所述待优化预测结果直至满足迭代停止条件包括：迭代地执行以下步骤：根据所述空间模拟退火算法中的损失函数确定所述待优化预测结果与所述标准预测结果之间的所述损失值；
在所述损失值不满足预设损失阈值的情况下，更新所述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集；利用更新后的当前样本点集更新所述待优化预测结果，直至达到所述预设温度时停止迭代。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述更新所述当前样本点集，得到更新后的当前样本点集包括：从所述当前样本点集中随机确定一个当前样本点作为目标样本点；在所述至少两个样本点中，以所述目标样本点为原点，在预设半径内选取一个样本点替换所述目标样本点，得到所述更新后的当前样本点集。10.一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设系统，包括：接收模块，用于接收与目标区域对应的目标指标集，其中，所述目标指标集中包括至少一个目标指标；获取模块，用于针对所述目标指标集中的每个目标指标，从数据存储系统获取与所述目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；预测模块，用于利用所述栅格数据集对所述目标区域进行可持续发展能力预测，输出标准预测结果，其中，所述标准预测结果包括至少两个样本点，且每个样本点对应有可持续发展能力值；选取模块，用于根据所述标准预测结果，从所述至少两个样本点中选取预设数目个样本点，得到当前样本点集，其中，所述至少两个样本点中不是所述当前样本点的样本点作为待测点；第一确定模块，用于针对每个所述待测点，根据所述待测点与每个所述当前样本点之间的综合地理环境相似度，以及每个所述当前样本点对应的可持续发展能力值，确定所述待测点对应的可持续发展能力值；第二确定模块，用于根据所述待测点对应的可持续发展能力值和所述当前样本点对应的可持续发展能力值输出待优化预测结果；优化模块，用于根据所述标准预测结果利用预设优化方式迭代地优化所述待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出所述目标区域的监测站点布设图，其中，所述监测站点布设图包括满足所述迭代停止条件时，与所述待优化预测结果对应的当前样本点集。

技术总结
本公开提供了一种面向区域可持续发展能力监测的站点布设方法及系统。该方法包括：接收与目标区域对应的目标指标集；针对每个目标指标，从数据存储系统获取与目标指标对应的栅格数据，得到栅格数据集；利用栅格数据集对目标区域进行可持续发展能力预测输出标准预测结果；选取预设数目个样本点，得到当前样本点集；针对每个待测点，根据待测点与每个当前样本点之间的综合地理环境相似度和每个当前样本点的可持续发展能力值，确定待测点的可持续发展能力值；根据待测点的可持续发展能力值和当前样本点的可持续发展能力值输出待优化预测结果；根据标准预测结果迭代地优化待优化预测结果，直至满足迭代停止条件，并输出目标区域的监测站点布设图。域的监测站点布设图。域的监测站点布设图。


技术研发人员：董仁才 练岸鑫 邓红兵 付晓 孙晓萌
受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/19