亚洲象象道识别及道路阻隔评价方法及装置与流程

本发明属于野生动物保护、交通建设、计算机，特别涉及一种亚洲象象道识别及道路阻隔评价方法及装置。

背景技术：

1、亚洲象（elephas maximus）是亚洲地区的象科动物，被列为濒危物种。亚洲象对栖息地的连通性和可用性非常敏感。亚洲象在寻找食物、水源、繁殖伙伴和栖息地之间的迁徙中，通常会选择一条被称为“象道”的特定路径，是亚洲象在栖息地之间移动的主要通道。亚洲象需要大范围的栖息地来寻找食物和水源，并满足繁殖和社交需求。

2、现有技术中，亚洲象的栖息地通常与人类活动区域相邻，如农田、村庄和道路。当象道被障碍物或人类活动所阻断时，亚洲象会被迫改变迁徙路径或与人类频繁接触，增加了人与亚洲象发生冲突的风险。

技术实现思路

1、为了至少解决上述技术问题，本发明提供了一种亚洲象象道识别及道路阻隔评价方法、装置、设备及可读存储介质。

2、根据本发明第一方面，提供了一种亚洲象象道识别及道路阻隔评价方法，包括：

3、采集目标道路和预测道路两侧亚洲象活动特征数据，根据采集到的亚洲象活动特征数据生成并记录象道拐点；

4、采集象道环境因子；

5、根据象道拐点和象道环境因子，采用模糊邻近值计算方法生成亚洲象象道适宜性评级；

6、根据亚洲象象道适宜性评级生成亚洲象活动热区；

7、叠加象道环境因子山脊线、山谷线和亚洲象活动热区提取亚洲象象道，并进行道路阻隔评价，生成道路阻隔评价结果。

8、进一步地，所述采集目标道路和预测道路两侧亚洲象活动特征数据，根据采集到的亚洲象活动特征数据生成并记录象道拐点，包括：

9、查找并识别目标道路和预测道路中可供亚洲象穿越的点位处、目标道路和预测道路两侧较开阔且无人类活动干扰的沟谷处、当地保护区已经识别出的象道，获取存在亚洲象活动特征数据的点位；

10、根据对附近居民进行访谈查找有亚洲象活动特征数据的点位，将有亚洲象活动特征的点位记录为象道，根据地形条件、亚洲象活动特征数据分布，绘制象道走向，记录象道拐点的地理坐标。

11、进一步地，所述采集象道环境因子，包括：

12、对所述目标道路两侧象道处至少采集植被类型、坡向、坡位、坡度、海拔，作为象道环境因子。

13、进一步地，所述根据象道拐点和象道环境因子，采用模糊邻近值计算方法生成亚洲象象道适宜性评级，包括：

14、根据空间分析法计算象道拐点分别与河流、道路、居民点之间的距离；

15、在目标道路和预测道路两侧，根据预先存储的亚洲象食性特点数据识别亚洲象喜食作物，计算象道拐点与喜食作物之间的距离，即食源距离；

16、计算各象道拐点处的河流、居民点、道路、食源距离区间以及海拔、坡度、坡向的频数分布；

17、分别对河流距离、居民点距离、道路距离、食源距离进行分级处理，将频度数最大(>50%)的距离区间作为最适宜的象道，采用模糊隶属度中“模糊邻近值”以特定值点为中心，计算模糊隶属度，再将得到的计算结果采用归一化方法，计算标准值在[0,3]数值区间，按照预设方法计算海拔、坡度、坡向的数值区间；

18、将分级得到的河流距离、居民点距离、道路距离、食源距离，以及按照预设方法计算得到的海拔、坡度、坡向数据进行加法运算，得到亚洲象象道适宜性评级。

19、进一步地，所述分别对河流距离、居民点距离、道路距离、食源距离进行分级处理，包括：

20、河流距离：频度数最大（>50%）的距离区间为[0-74m]，以此距离进行模糊邻近值计算，并进行归一化处理为[0-3]数值区间；

21、居民点距离：频度数最大（>50%）的距离区间赋值为[931.32-2191.32m]，以此距离进行模糊邻近值计算，并进行归一化处理为[0-3]数值区间；

22、道路距离：频度数最大（>50%）的距离区间赋值为[0-66m]，以此距离进行模糊邻近值计算，并进行归一化处理为[0-3]数值区间；

23、食源距离：频度数最大（>50%）的距离区间赋值为[960-1600m]，以此距离进行模糊邻近值计算，并进行归一化处理为[0-3]数值区间；

24、所述按照预设方法计算海拔、坡度、坡向的数值区间，包括：

25、海拔因子频度数（>50%）数值区间为[832.24m-888.24m]

26、坡度因子频度数（>50%）数值区间为[1.86°-12.16°]

27、坡向因子频度数（>50%）数值区间为[10.95°-146.95°]

28、将频度数（>50%）数值区间赋值为1，即为最适宜的地形因子，其余数值区间赋值为0，为不适宜的地形因子；

29、所述将分级得到的河流距离、居民点距离、道路距离、食源距离，以及按照预设方法计算得到的海拔、坡度、坡向数据进行加法运算，得到亚洲象象道适宜性评级，具体包括：

30、利用如下公式进行计算，得到的计算结果为亚洲象象道适宜性评级，

31、；

32、式中：etsr为亚洲象象道适宜性评级，数值区间为[0-15]，dwater为河流距离，dresidents为居民点距离，droad为道路距离，vegetation为食源距离，elevation为海拔，slope为坡度，aespect为坡向。

33、进一步地，所述根据亚洲象象道适宜性评级生成亚洲象活动热区，包括：

34、采用自然分类法，将所述亚洲象象道适宜性评级中大于四分位（75%）的适宜性区做为亚洲象活动热区栅格，即亚洲象活动热区。

35、进一步地，所述叠加象道环境因子山脊线、山谷线和亚洲象活动热区提取亚洲象象道，并进行道路阻隔评价，生成道路阻隔评价结果，包括：

36、根据象道环境因子中的海拔、坡度、坡向生成山脊线、山谷线栅格；

37、将亚洲象活动热区栅格与山脊线、山谷线栅格采用相乘进行空间叠加的方法计算得到山谷型象道、山脊型象道，

38、具体采用的公式如下：

39、山谷型象道[0,1]=山谷线栅格[0,1]×亚洲象活动热区栅格[0,15]；

40、山脊型象道[0,1]=山脊线栅格[0,1]×亚洲象活动热区栅格[0,15]；

41、所述方法还包括，将提取的象道分别与验证道路沿线提取的象道数据进行比对，生成象道提取精度；

42、所述方法还包括，将验证道路沿线提取的象道与目标道路、验证道路进行叠加，按照伴行、相交两种位置关系，分析象道分别与目标道路和验证道路的位置关系，对于相交关系的象道，查询相交位置处是否存在桥梁、涵洞、隧道等工程构筑物，根据亚洲象活动特征、设有通道的情况，对象道进行道路阻隔评价，生成道路阻隔评价结果；

43、对象道进行道路阻隔评价时将象道划分为有效象道、潜在有效象道、上路风险象道，将有效象道、潜在有效象道、上路风险象道作为道路阻隔评价结果；

44、所述方法还包括：采用决策树方法，分别针对有效象道、潜在有效象道、上路风险象道生成连通性保护措施及亚洲象动物通道的优化方案。

45、所述方法还包括：监测、评估象道的使用情况和道路阻隔情况的变化，评估当前保护措施的有效性，并根据需要进行调整和改进。

46、根据本发明第二方面，一种亚洲象象道识别及道路阻隔评价装置，包括：

47、拐点采集模块，用于采集目标道路和预测道路两侧亚洲象活动特征数据，根据采集到的亚洲象活动特征数据生成并记录象道拐点；

48、环境采集模块，用于采集象道环境因子；

49、适宜性评级模块，用于根据象道拐点和象道环境因子，采用模糊邻近值计算方法生成亚洲象象道适宜性评级；

50、活动区生成模块，用于根据亚洲象象道适宜性评级生成亚洲象活动热区；

51、道路阻隔评价模块，用于叠加象道环境因子山脊线、山谷线和亚洲象活动热区提取亚洲象象道，并进行道路阻隔评价，生成道路阻隔评价结果。

52、根据本发明第三方面，一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，

53、所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面任一项所述方法的步骤。

54、根据本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，能够实现如本发明第一方面任一项所述的方法。

55、本发明的有益效果：对象道的提取有助于了解亚洲象的迁徙模式和栖息地利用方式。这些信息对于制定有效的保护规划和管理措施至关重要。通过识别象道，保护人工或天然的迁徙通道，维持不同栖息地连通性，利于亚洲象能够在不同的栖息地之间自由移动，形成亚洲象栖息地网络，对于维持种群的健康和遗传多样性有重要意义。

56、通过识别亚洲象象道位置，并能避免或减轻人象冲突。亚洲象的栖息地通常与人类活动区域相邻，如农田、村庄和道路。当象道被障碍物或人类活动所阻断时，亚洲象会被迫改变迁徙路径或与人类频繁接触，增加了人象冲突的风险。通过识别象道并减少障碍物，可以帮助减少人象冲突，保护两者的安全。

57、通过识别亚洲象象道并叠加公路、铁路线位，指导选线规划与通道选址，可显著减少对象道的阻隔，最大程度地减少对它们生存和迁徙的干扰，对于亚洲象的保护和生存至关重要。

58、经过多次研究发现，最适宜的象道环境因子的提取时，选用50%频率值是最低值，经过反复试验验证，按照这个值提取出来的数据是符合实际情况的亚洲象活动的热区范围，如果频率值低于50%，得到的活动热区会变得非常分散，即热区不连续，观测发现亚洲象不能沿着热区活动。如果频率值高于50%，数据分析的结果是到处都是热区，与实际上亚洲象的活动范围大相径庭，亚洲象常会选择沟谷或者山脊这些部位活动，上述范围无法得到准确的活动热区。

59、本发明的研究发现，坡向变率值影响到山脊山谷线连续或不连续，我们对比过“坡向变率”＞70或80两个数值，最优效果即为60，如果值太大，只能提取出断的点状的山脊和山谷线，与实际情况不符，60提取的线是相对完整的线。