CN114896799B - 对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置 - Google Patents

对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明信息处理技术领域，提供一种对土地利用和覆被变化的模拟处理及装置，该方法包括：确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置方法及装置，通过根据每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，能够从多因素下的约束下，提高对于土地利用和覆被变化的模拟精确效果。

Description

对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置。
背景技术
对土地利用/覆被变化(Land use/land cover change，LUCC)进行模拟、预测和分析，是研究土地利用变化机制和过程，并对决策者提供土地规划上的支持。
现有模型虽然在众多区域和尺度上都具有较强的模拟能力，但在对土地利用变化非线性过程的建模和对时空邻域信息利用上存在不足；对于政策因素影响的考虑以及土地利用变化位置的确定尚有不足。导致不能缺乏一定约束，不能提高对于土地利用和覆被变化的模拟精确效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置。
第一方面，本发明提供一种对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，包括：
确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
确定针对所述目标土地区域的土地需求和空间约束，根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
在一个实施例中，所述根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，包括：
根据所述转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵；
根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率；
根据所述播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元；
基于所述初始土地利用图和所述空间约束从所述候选栅格单元中确定待调栅格单元；
基于所述待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、所述空间约束和所述初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图。
在一个实施例中，所述基于所述待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、所述空间约束和所述初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图，包括：
基于所述初始土地利用图中各栅格单元对应的当前土地利用类型，确定各个土地利用类型的土地利用总面积；
若确定存在任一所述土地利用总面积不满足所述土地需求，则按序对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定所述待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定当前的待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积满足所述土地需求，则输出当前的土地利用图；反之，则继续对下一个待调栅格单元的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定所述待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定所有待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积不满足所述土地需求，则重新确定待调栅格单元。
在一个实施例中，所述根据所述转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵，包括：
根据所述转移概率采用以下计算公式确定各个栅格单元对应的信息熵；
Figure BDA0003657617990000031
其中，H(X)为信息熵，X为土地利用类型的集合，x为土地利用类型，p(x)为土地利用类型x的转移概率。
在一个实施例中，所述对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，包括：
采用以下计算公式对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节；
Figure BDA0003657617990000032
其中，OP为调节后的概率，D为惯性系数，k为土地利用类型，t为迭代轮次，Ω为转移概率；惯性系数D的计算公式如下：
Figure BDA0003657617990000033
其中，k为土地利用类型，t为迭代轮次，G为土地利用类型的土地利用总面积与土地需求之差；ε1和ε2是两个放缩参数。
在一个实施例中，确定第一数量，包括：
n＝r×N-n_live
其中，n为第一数量，r为预设的随机比例，N为栅格单元的总数，n_live为经过上一轮迭代后保留的待调栅格单元的数目。
在一个实施例中，所述根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率，包括：
确定各个栅格单元对应的映射函数，根据所述信息熵和所述映射函数确定映射值；
采用归一化函数对所述映射值进行处理，确定各个栅格单元对应的播撒概率。
第二方面，本发明提供一种对土地利用和覆被变化的模拟处理装置，包括：
确定模块，用于确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
处理模块，用于确定针对所述目标土地区域的土地需求和空间约束，根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤。
第四方面，本发明提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行第一方面所述对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤。
本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法及装置，通过根据每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，能够从多因素下的约束下，提高对于土地利用和覆被变化的模拟精确效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的流程示意图；
图2是本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置的结构示意图；
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1～图3描述本发明的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法、装置、电子设备及存储介质。
图1示出了本发明一种对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的流程示意图，参见图1，该方法包括：
11、确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
12、确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
针对步骤11和步骤12，需要说明的是，在本发明中，对土地利用/覆被变化(Landuse/land cover change，LUCC)进行模拟、预测和分析，是研究土地利用变化机制和过程，并对决策者提供土地规划上的支持。
在本发明中，选择一块土地区域作为目标土地区域，对该区域的土地利用和覆被变化进行模拟变化。将目标土地区域进行栅格化处理，获取多个栅格单元，对每个栅格单元的土地利用和覆被变化进行单独处理，能够降低处理的复杂度，提高处理的精确度。
在本发明中，每个栅格单元可按照预设的长宽尺寸进行划分得到。例如每个栅格单元可为边长为500m的正方形区域。还例如若目标土地区域以俯瞰的影像画面进行展示，每个栅格单元可按照像素大小进行划分。
在本发明中，目标土地区域具有对应的初始土地利用图。该初始土地利用图具有所有体现土地利用的特征信息。例如初始土地利用图中包括每个栅格单元的面积大小，每个栅格单元的土地利用类型。例如土地利用类型可包括商业用地，绿化用地，住宅用地，待开发用地等。
由于初始土地利用图中包含每个栅格单元最初的土地利用类型(当前的土地利用类型)，故在土地利用和覆被变化的模拟处理过程中，要对每个栅格单元的土地利用类型的转移进行分析，判断当前的土地利用类型转移到其他土地利用类型的概率。
在本发明中，确定每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率。例如土地利用类型共a、b、c、d、e五种，栅格单元A的当前的土地利用概率是a，此时，要确定栅格单元A从类型a分别转移到b、c、d、e的转移概率。
在本发明中，可利用神经网络(Three-dimensional convolutional实现时空卷积，确定每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率。具体为：基于历史的土地利用和覆被变化的数据，数据中包含每个栅格单元的土地特征(如植被信息、周边信息、交通信息等)和该栅格单元从最初的土地利用类型转移到某个土地利用类型的转移信息。将这些信息作为训练样本，输入到卷积神经网络中进行训练，以得到输入为土地特征和初始土地利用类型，输出为各种土地利用类型的转移概率的神经网络模型。
在本发明中，每个栅格单元包括土地利用面积，当确定栅格单元的土地利用类型之后，该土地面积为属于该土地利用类型的土地利用面积。为此，配置的目标土地区域的土地需求包括各个土地利用类型的土地利用总面积。
在本发明中，每个栅格单元的土地利用类型的转移具有约束条件，例如某个栅格单元不能从当前的土地利用类型转移到其他土地利用类型。某个栅格单元可以优先转换为某一土地利用类型。为此，配置的目标土地区域的空间约束包括土地利用类型的保护约束，土地利用类型的优先约束，两种土地利用类型之间的限制约束。
由此可知，在土地利用和覆被变化的模拟处理中，要基于目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图进行优化调节，从而得到能够满足土地需求的土地利用变化模拟图。
本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，通过根据每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，能够从多因素下的约束下，提高对于土地利用和覆被变化的模拟精确效果。
在上述方法的进一步方法中，主要是对根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图的处理过程进行解释说明，具体如下：
根据转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵；
根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率；
根据播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元；
基于初始土地利用图和空间约束从候选栅格单元中确定待调栅格单元；
基于待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、空间约束和初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图。
对此，需要说明的是，在本发明中，本发明采用基于信息熵的随机种子生成策略从各个栅格单元中确定候选栅格单元。
首先基于各个栅格单元上的转移概率通过以下计算公式可以确定各个栅格单元对应的信息熵。
Figure BDA0003657617990000081
其中，H(X)为信息熵，X为土地利用类型的集合，x为土地利用类型，p(x)为土地利用类型x的转移概率。
然后，根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率，接着根据播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元。此时，候选栅格单元的数量为第一数量。
在本发明中，第一数量的确定过程如下：
n＝r×N-n_live
其中，n为第一数量，r为预设的随机比例，N为栅格单元的总数，n_live为经过上一轮迭代后保留的待调栅格单元的数目。
在上述方法的进一步方法中，根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率，具体为：
确定各个栅格单元对应的映射函数，根据信息熵和映射函数确定映射值；
采用归一化函数对映射值进行处理，确定各个栅格单元对应的播撒概率。
对此，需要说明的是，在本发明中，可以根据每个栅格单元所在区域的发展特点确定不同的映射函数。例如(1)f(x)＝e^x，(2)f(x)＝x^2，(3)f(x)＝e^(-x)等。其中，x代表信息熵。
将信息熵输入到映射函数中，可以确定映射值。
确定一个归一化函数，采用该函数对映射值进行处理，确定各个栅格单元对应的播撒概率。
假设一个栅格单元的信息熵为H，则播撒概率可以由p＝Φ(f(H))，其中Φ()为归一化函数，目的是使整个目标土地区域上所有栅格单元的p值之和为1。
在本申请中，各个栅格单元的播撒概率确定之后，可配置一个阈值或阈值范围对播撒概率进行划分，从而将划分出所需的播撒概率对应的栅格单元作为候选栅格单元。
在本申请中，由于并不是每个候选栅格单元可作为“种子”被安排到后续的分析过程中，为此，需要从候选栅格单元中选出能够进行后续分析过程的栅格单元，这些栅格单元作为待调栅格单元。判断条件可为：最大转移概率对应的土地利用类型是否是当前的土地利用类型，当前的土地利用类型是否可以转移。
在上述方法的进一步方法中，确定候选栅格单元还可采用以下方式：根据转移概率确定各个栅格区域对应的信息熵；根据信息熵划分多个栅格区域簇，并确定各个栅格区域簇对应的播撒概率；根据播撒概率和配置的第一数量，在各个栅格区域簇中确定候选栅格区域。
在上述方法的进一步方法中，主要是对基于待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、空间约束和初始土地利用图确定当前的土地利用图满足需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图的处理过程进行解释说明，具体如下：
基于初始土地利用图中各栅格单元对应的当前土地利用类型，确定各个土地利用类型的土地利用总面积；
若确定存在任一土地利用总面积不满足土地需求，则按序对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定当前的待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积满足所述土地需求，则输出当前的土地利用图；反之，则继续对下一个待调栅格单元的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定所有待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积不满足所述土地需求，则重新确定待调栅格单元。
对此，需要说明的是，在本发明中，首先要基于初始土地利用图中各栅格单元对应的当前土地利用类型，先计算一次以确定各个土地利用类型的土地利用总面积。
然后将得到的各个土地利用类型的土地利用总面积，与土地需求中包含的各个土地利用类型的土地利用总面积进行比较，若所有土地利用总面积均满足需求，则初始土地利用图可以作为土地利用变化模拟图。
若确定存在任一土地利用总面积不满足土地需求，则按序对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型。在这里，可以按照待调栅格单元的信息熵进行排序，然后从排序后的第一个待调栅格单元开始调节。即：将待调栅格单元对应的转移概率进行数值上的变动，变动之后采用轮盘竞争方式和空间约束，相当于给待调栅格单元的当前土地利用类型进行转移，转移成新的土地利用类型。转移之后，再计算一次以确定各个土地利用类型的土地利用总面积，然后与土地需求进行再次判断。若土地利用总面积满足土地需求，则输出当前的土地利用图；反之，则继续对下一个待调栅格单元的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型。总之，在不满足土地需求的情况下，需要迭代循环下去。
若确定所有待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积不满足所述土地需求，则重新确定待调栅格单元。
在上述方法的进一步方法中，对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，包括：
采用以下计算公式对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节；
Figure BDA0003657617990000111
其中，OP为调节后的概率，D为惯性系数，k为土地利用类型，t为迭代轮次，Ω为转移概率；惯性系数D的计算公式如下：
Figure BDA0003657617990000112
其中，k为土地利用类型，t为迭代轮次，G为土地利用类型的土地利用总面积与土地需求之差；ε1和ε2是两个放缩参数。
下面对本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置装置进行描述，下文描述的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置装置与上文描述的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置方法可相互对应参照。
图2示出了本发明提供的一种对土地利用和覆被变化的模拟处理装置的流程示意图，参见图2，该装置包括确定模块21和处理模块22，其中：
确定模块21，用于确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
处理模块22，用于确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图的处理过程中，具体用于：
根据转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵；
根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率；
根据播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元；
基于初始土地利用图和空间约束从候选栅格单元中确定待调栅格单元；
基于待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、空间约束和初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在基于待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、空间约束和初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图的处理过程中，具体用于：
基于初始土地利用图中各栅格单元对应的当前土地利用类型，确定各个土地利用类型的土地利用总面积；
若确定存在任一土地利用总面积不满足所述土地需求，则按序对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定当前的待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积满足所述土地需求，则输出当前的土地利用图；反之，则继续对下一个待调栅格单元的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定所有待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积不满足所述土地需求，则重新确定待调栅格单元。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在根据转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵的处理过程中，具体用于：
根据转移概率采用以下计算公式确定各个栅格单元对应的信息熵；
Figure BDA0003657617990000131
其中，H(X)为信息熵，X为土地利用类型的集合，x为土地利用类型，p(x)为土地利用类型x的转移概率。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节的处理过程中，具体用于：
采用以下计算公式对待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节；
Figure BDA0003657617990000141
其中，OP为调节后的概率，D为惯性系数，k为土地利用类型，t为迭代轮次，Ω为转移概率；惯性系数D的计算公式如下：
Figure BDA0003657617990000142
其中，k为土地利用类型，t为迭代轮次，G为土地利用类型的土地利用总面积与土地需求之差；ε1和ε2是两个放缩参数。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在确定第一数量的处理过程中，具体为：
n＝r×N-n_live
其中，n为第一数量，r为预设的随机比例，N为栅格单元的总数，n_live为经过上一轮迭代后保留的待调栅格单元的数目。
在上述装置的进一步装置中，该处理模块在根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率的处理过程中，具体用于：
确定各个栅格单元对应的映射函数，根据信息熵和映射函数确定映射值；
采用归一化函数对映射值进行处理，确定各个栅格单元对应的播撒概率。
由于本发明实施例所述装置与上述实施例所述方法的原理相同，对于更加详细的解释内容在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模。
本发明提供的对土地利用和覆被变化的模拟处理装置，通过根据每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，能够从多因素下的约束下，提高对于土地利用和覆被变化的模拟精确效果。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)31、通信接口(Communication Interface)32、存储器(memory)33和通信总线34，其中，处理器31，通信接口32，存储器33通过通信总线34完成相互间的通信。处理器31可以调用存储器33中的计算机程序，以执行对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤，例如包括：确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
此外，上述的存储器33中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤，例如包括：确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
另一方面，本发明实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤，例如包括：确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；确定针对目标土地区域的土地需求和空间约束，根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图。
所述处理器可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，包括：
确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
确定针对所述目标土地区域的土地需求和空间约束，根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图；
所述根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图，包括：
根据所述转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵；
根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率；
根据所述播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元；
基于所述初始土地利用图和所述空间约束从所述候选栅格单元中确定待调栅格单元；
基于所述待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、所述空间约束和所述初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图。
2.根据权利要求1所述的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，所述基于所述待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、所述空间约束和所述初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图，包括：
基于所述初始土地利用图中各栅格单元对应的当前土地利用类型，确定各个土地利用类型的土地利用总面积；
若确定存在任一所述土地利用总面积不满足所述土地需求，则按序对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定所述待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定当前的待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积满足所述土地需求，则输出当前的土地利用图；反之，则继续对下一个待调栅格单元的各个土地利用类型的转移概率进行调节，并采用轮盘竞争方式和所述空间约束，确定所述待调栅格单元的已转土地利用类型；
若确定所有待调栅格单元的已转土地利用类型之后，计算得到的各个土地利用类型的土地利用总面积不满足所述土地需求，则重新确定待调栅格单元。
3.根据权利要求1所述的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，所述根据所述转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵，包括：
根据所述转移概率采用以下计算公式确定各个栅格单元对应的信息熵；
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_2
为信息熵，/>
Figure QLYQS_3
为土地利用类型的集合，/>
Figure QLYQS_4
为土地利用类型，/>
Figure QLYQS_5
为土地利用类型/>
Figure QLYQS_6
的转移概率。
4.根据权利要求2所述的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，所述对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节，包括：
采用以下计算公式对所述待调栅格单元对应的各个土地利用类型的转移概率进行调节；
Figure QLYQS_7
；
其中，
Figure QLYQS_8
为调节后的概率，/>
Figure QLYQS_9
为惯性系数，/>
Figure QLYQS_10
为土地利用类型，/>
Figure QLYQS_11
为迭代轮次，/>
Figure QLYQS_12
为转移概率；惯性系数/>
Figure QLYQS_13
的计算公式如下：
Figure QLYQS_14
；
其中，
Figure QLYQS_15
为土地利用类型，/>
Figure QLYQS_16
为迭代轮次，/>
Figure QLYQS_17
为土地利用类型的土地利用总面积与土地需求之差；/>
Figure QLYQS_18
和/>
Figure QLYQS_19
是两个放缩参数。
5.根据权利要求1所述的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，确定第一数量，包括：
Figure QLYQS_20
；
其中，
Figure QLYQS_21
为第一数量，/>
Figure QLYQS_22
为预设的随机比例，/>
Figure QLYQS_23
为栅格单元的总数，/>
Figure QLYQS_24
为经过上一轮迭代后保留的待调栅格单元的数目。
6.根据权利要求1所述的对土地利用和覆被变化的模拟处理方法，其特征在于，所述根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率，包括：
确定各个栅格单元对应的映射函数，根据所述信息熵和所述映射函数确定映射值；
采用归一化函数对所述映射值进行处理，确定各个栅格单元对应的播撒概率。
7.一种对土地利用和覆被变化的模拟处理装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定目标土地区域包含的每个栅格单元对应的各种土地利用类型的转移概率；
处理模块，用于确定针对所述目标土地区域的土地需求和空间约束，根据所述转移概率、所述土地需求、所述空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图；
处理模块在根据转移概率、土地需求、空间约束和初始土地利用图确定土地利用变化模拟图的处理过程中，具体用于：
根据转移概率确定各个栅格单元对应的信息熵；
根据各个栅格单元对应的信息熵确定各个栅格单元对应的播撒概率；
根据播撒概率和配置的第一数量，从各个栅格单元中确定候选栅格单元；
基于初始土地利用图和空间约束从候选栅格单元中确定待调栅格单元；
基于待调栅格单元对应的土地利用类型的转移概率、空间约束和初始土地利用图确定当前的土地利用图满足所述需求时，则输出当前的土地利用图作为土地利用变化模拟图。
8.一种电子设备，包括处理器和存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤。
9.一种处理器可读存储介质，其特征在于，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行权利要求1至6任一项所述对土地利用和覆被变化的模拟处理方法的步骤。
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