[发明专利]一种基于k-means的风暴潮灾害重点防御区选划方法

说明书

本发明公开一种基于k‑means的风暴潮灾害重点防御区选划方法，具体包括：S01、获取待选划地区的风暴潮评估研究结果作为数据集；S02、选取数据集中的一组独立判断指标及三组并列判断指标共四组相异的元素指标作为初始类簇中心；S03、对作为初始类簇中心的四项指标分别进行单属性K‑Means聚类分析；S04、依据初始类簇中心的四项指标中的三组并列判断指标的单属性K‑Means聚类分析结果进行空间叠加获取潜在重点防御区范围；S05、依据初始类簇中心的四项指标对数据集进行多属性K‑Means聚类确定重点防御区。有效的利用K‑Means聚类确定重点防御区，解决了现有技术中主观性过强、科学性较低、受类比项目指标标准值设立科学性与两个项目之间相似性等因素的影响以及方法通用性差等技术问题。

技术领域

本发明应用于自然灾害防御区选划领域，具体是一种基于k-means的风暴潮灾害重点防御区选划方法。

背景技术

风暴潮灾害是我国面临的主要海洋灾害之一，几乎遍及中国沿海，其成灾频率高、致灾强度大，造成的人员和经济损失惨重，目前已列入我国的巨灾种类。虽然我国已出台了《风暴潮灾害重点防御区划定技术导则》(报批稿)，对风暴潮灾害重点防御区划定起到了指导作用，但该导则并未提出风暴潮重点防御区(陆域)的选划标准，仅提出“综合考虑划定区域自然灾害特点、人口和GDP分布，以选定的危险性评估结果为依据，划定风暴潮灾害重点防御区陆域范围”的选划原则，在实际操作中主观性较大，容易导致结果偏离客观事实，制约着我国风暴潮灾害重点防御区选划工作的深化与海洋防灾减灾能力的提升。因此，有必要采用定量化的方法为风暴潮灾害重点防御区选划标准进行赋值，据此开展风暴潮灾害重点防御区选划才能更具有科学性与客观性。

目前国内外开展的灾害重点防御区选划，基本是通过一个或多个指标对目标单元是否能够选划为重点防御区进行综合判断。通常的做法是先建立多层级的指标体系并对各指标进行赋值，然后通过建立不同层级指标间的函数关系，将多个指标映射为一个综合评价指标,最后通过该综合指标来判断目标单元是否能够选划为重点防御区，因此，如何科学的设定综合评价指标的判断标准是进行重点防御区选划的核心技术。现阶段，我国常用的指标标准赋值方法主要有：1)经验判断法，即根据项目负责人自身的工作经验，主观上设定指标标准值，该方法操作起来最简便，但主观性也最强，严重依赖于项目负责人自身的经验与水平，适用于对客观数据依赖度不高且对赋值结果科学性不做要求的情况；2)专家打分法，即通过向多位具有相关领域丰富经验的专家进行咨询的方式来确定指标标准值，该方法具有简便、直观性强、计算方法简单等优点，但总体而言也是反映主观意识，对专家的代表性与专业性具有严格的要求；3)类比分析法，即借鉴相关性强的同类项目的指标标准值，作为本项目的指标标准值，该方法具有较好的可操作性与一定的科学性，但受类比项目指标标准值设立科学性与两个项目之间相似性等因素的影响，在没有同类项目或项目相似性不足的情况下，无法有效使用该方法；4)统计分析法，即采用统计学原理对获取的指标数据进行整理，找到一定的数学规律，从中选择具有统计学意义的特征值作为指标标准值，该方法基于客观数据，具有较好的科学性，但不同项目涉及数据样本自身特性不同，需要采用不同的数据处理方式才能找到特征值，即使同样的数据样本采用不同的数据处理方式得到的特征值也可能不同，此时需要对不同结果的合理性进行验证进而选择最佳数值，因此该方法适用于数据样本丰富的情况，且具体采用的数据分析方法与具体项目可能具有极强的关联性，而且少普遍适用特征。综上，如何科学有效的选划风暴潮灾害重点防御区成为了本领域的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于k-means的风暴潮灾害重点防御区选划方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种基于k-means的风暴潮灾害重点防御区选划方法，具体包括：

S01、获取待选划地区的风暴潮评估研究结果作为数据集；

S02、选取数据集中的一组独立判断指标及三组并列判断指标共四组相异的元素指标作为初始类簇中心；