第五章矿区土地复垦规划与设计.ppt

第五章矿区土地复垦规划与设计
3．复垦工程设计
复垦工程设计是在总体规划的基础上，对近期要付诸实施的复垦项目所作的详细设计。包括：
1） 明确复垦工程设计的对象（位置、范围、特征等）；
2） 设计达到总体规划目标的复垦工艺流程、工
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分类对象
因 素
2、矿区土地复垦对象的模糊聚类分析
四、土地复垦规划对象的分类
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1）聚类分析法
聚类分类是把所有研究对象看作空间的一个点，然后按其性质上亲疏远近的程度或相似性，把关系密切的点归为一类。两个数据点在 m 维空间的相似性可以用欧几里德距离来度量，即：
xki 与 xkj 两点间的距离 d 越小，其相似性越大。
（1）模糊聚类法基本原理
四、土地复垦规划对象的分类
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在普通集合的定义中，元素u与集合A的关系是基于二值逻辑的，即：要么u属于集合A，记作u∈A，这时集合A的特征函数χA取值为1；要么u不属于集合A，记作u∈ ，集合A的特征函数χA取值为0。故普通集合A完全由其特征函数χA：U → {0，1}刻划，它描述了“非此即彼”的清晰概念。
自然世界中除了要识别“非此即彼”的清晰对象外，由于某些对象的特征在不同程度上存在“亦此亦被”的模糊现象，例如年轻、很大、暖和等，从而要求将普通集合拓广为模糊集合，由此诞生了“模糊数学”这一新的学科。
2）模糊数学
（1）模糊聚类法基本原理
四、土地复垦规划对象的分类
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3）模糊聚类法
模糊集合 指具有某个模糊概念所描述的属性的对象的全体。对象的属性转化为从 0 到 1 不同程度的相对判定。 模糊集合是没有确定边界的，只能在某个λ＝(0≤λ≤1)水平下，认为u属于模糊集合。
隶属函数 为了将普通集合与模糊集合加以区别，把模糊集合的特征函数称为隶属函数，其值在[0，1]之间。
（1）模糊聚类法基本原理
四、土地复垦规划对象的分类
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如果将考试成绩分为四个等级：
优 85～100 ；良 75～84 ；中 60～74 ；差 60以下
8位同学： x1； x2； x3；x4； x5； x6； x7； x8
学生成绩：100；92； 35；68； 82； 74； 80； 55
隶属度为： 1; ; ……
则可以确定成绩为优、良、中、及格的模糊子集，方法即比较隶属度与模糊子集域值λ的大小。
也可以确定某一子集的隶属函数，如优（ λ≥ ）
四、土地复垦规划对象的分类
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4）模糊相似矩阵
若一个矩阵元素取值为[0, 1]区间内，则称该矩阵为模糊矩阵
设集合Ｕ是需要被分类对象的全体，建立Ｕ上的相似系数R，Ｒ(i, j)表示i与j之间的相似程度。当Ｕ为有限集时，R是一个矩阵，称为相似系数矩阵R 。
建立起来的相似关系R，一般只满足反射性和对称性，不满足传递性，因而还不是模糊等价关系。为此，需要将R改造成模糊相似矩阵R*后，在适当的阈值λ （分类水平）上进行截取子集，便可得到所需要的分类。
将R改造成R*，可用求传递闭包的方法。常用R自乘法R→R2→R4→R8→…→R2k加速收敛，如此继续下去，直到某一步出现R2k=Rk=R*。此时R*满足了传递性, 于是模糊相似矩阵(R)就被改造成了一个模糊等价关系矩阵(R*)。
（1）模糊聚类法基本原理
四、土地复垦规划对象的分类
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1)原始数据标准化
　在解决实际问题时，供分类用的数据往往比较复杂，数据点原始数据常常由于量纲不同，大小悬殊，影响距离的计算。原始数据标准化是将分类指标数值压缩或放大成[0，1]闭合区间里的数。常用标准化方法：
极差标准化：
标准差标准化：
（2）模糊聚类分析法分类的计算步骤
四、土地复垦规划对象的分类
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2)标定
　数据标准化后，为了构造模糊相似关系矩阵，就要根据各分类对象的各不同元素的标准化数据，算出分类对象间的相似程度rij，这就是标定，其方法很多，如欧几里德距离法。
模糊聚类法在不同的分类水平λ（0≤ λ≤ 1），取模糊集合的λ截集使其成为普通集合，然后再进行聚类。
3)聚类
（2）模糊聚类分析法分类的计算步骤
四、土地复垦规划对象的分类
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在不同的阈值λ水平上将n个评价单元进行聚类。规定对于集合中任意两个元素xi、xj，若rij≥λ ，则xi、xj属于同一类，否则xi、xj不同类。
一般说来，分类结果与λ的取值大小有关。 λ取值越大，分类就越细，即类数越多; λ取值越小、类容量就越大，相应类