一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖幅抽樣方法，尤其是涉及一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抽樣檢驗可以對產(chǎn)品的質(zhì)量管理提供可靠的信息，是質(zhì)量控制的基本手段。傳統(tǒng) 的抽樣方法包括：簡單隨機(jī)抽樣、分層抽樣、系統(tǒng)抽樣和集群抽樣，其針對的抽樣對象為是 簡單的一維同質(zhì)性數(shù)據(jù)。測繪制圖產(chǎn)品作為一種空間數(shù)據(jù)，具有海量、多維、非均質(zhì)等特點， 傳統(tǒng)的抽樣檢驗方法在面對復(fù)雜的空間數(shù)據(jù)時存在明顯不足，如缺乏統(tǒng)一的抽樣模型、以 及缺乏對數(shù)據(jù)的空間信息的表達(dá)和利用。目前針對這一問題，一些學(xué)者對傳統(tǒng)抽樣方法和 抽樣模型進(jìn)行改進(jìn)，例如Duarte和Saraiva利用非線性整數(shù)規(guī)劃理論，控制誤差和最小，提 出了計數(shù)抽樣優(yōu)化模型；王勁峰等建立了三明治空間抽樣模型，通過一系列誤差估計研宄 空間特征對精度結(jié)果的影響。這些研宄結(jié)合了空間數(shù)據(jù)和誤差理論提出了新的方法，但也 存在抽樣模型不穩(wěn)定、缺乏對樣本的具體空間布設(shè)的考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于空間復(fù)雜 性的圖幅抽樣方法，通過該方法抽取的樣本具有較強(qiáng)的代表性，精度估計結(jié)果具有較強(qiáng)的 可信度，同時為解決空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評價關(guān)鍵問題提供新的思路。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0005] 一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法包括以下步驟：
[0006] 1)獲取圖幅數(shù)據(jù)抽樣總體的先驗信息；
[0007] 2)根據(jù)概率統(tǒng)計理論和先驗信息獲得圖幅抽樣方案的樣本量；
[0008] 3)獲取每個圖幅的全局核密度估計參數(shù)；
[0009] 4)獲取每個圖幅的有效面積比參數(shù)；
[0010] 5)根據(jù)全局核密度估計參數(shù)、有效面積比參數(shù)和圖幅抽樣方案的樣本量，進(jìn)行基 于空間復(fù)雜性的分層圖幅抽樣；
[0011] 6)進(jìn)一步樣本布設(shè)調(diào)整，并輸出結(jié)果。
[0012] 所述先驗信息包括圖幅數(shù)據(jù)的覆蓋范圍、地理位置、分幅規(guī)則、抽樣單元、生產(chǎn)時 間、生產(chǎn)方法、存儲格式和數(shù)量。
[0013] 所述步驟2)具體為：根據(jù)先驗信息，通過概率統(tǒng)計理論，控制抽樣誤差，對樣本總 量進(jìn)行定量計算圖幅抽樣方案，滿足以下公式：
[0014]
【主權(quán)項】
1. 一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 獲取圖幅數(shù)據(jù)抽樣總體的先驗信息； 2) 根據(jù)概率統(tǒng)計理論和先驗信息獲得圖幅抽樣方案的樣本量； 3) 獲取每個圖幅的全局核密度估計參數(shù)； 4) 獲取每個圖幅的有效面積比參數(shù)； 5) 根據(jù)全局核密度估計參數(shù)、有效面積比參數(shù)和圖幅抽樣方案的樣本量，進(jìn)行基于空 間復(fù)雜性的分層圖幅抽樣； 6) 進(jìn)一步樣本布設(shè)調(diào)整，并輸出結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述先 驗信息包括圖幅數(shù)據(jù)的覆蓋范圍、地理位置、分幅規(guī)則、抽樣單元、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)方法、存 儲格式和數(shù)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述步 驟2)具體為：根據(jù)先驗信息，通過概率統(tǒng)計理論，控制抽樣誤差，對樣本總量進(jìn)行定量計算 圖幅抽樣方案，滿足以下公式：
取5%，y 表示置信度取I-a /2時的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布臨界值，p表示預(yù)估錯誤精度，r為 相對誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述p采 用接收質(zhì)量限。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述步 驟3)具體為：根據(jù)概率理論，設(shè)Xi是圖幅的抽樣特征，作為從分布密度函數(shù)f?的總體中抽 取的獨立同分布樣本，i e M，M為單個圖幅中抽樣特征的總數(shù)，估計f?在單個圖幅的某點X 處的值fM(x)，滿足以下公式：
寬，（X-Xi)表示估計點X到Xi處距離，用f M(X)表示單個圖幅的全局核密度估計參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述核 函數(shù)采用四次多項式核函數(shù)或正態(tài)核函數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述每 個圖幅的有效面積比參數(shù)為單個圖幅中抽樣特征占該圖幅的面積比值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述步 驟5)具體為： 501 :由步驟3)和步驟4)，對全局核密度估計參數(shù)和有效面積比參數(shù)分別進(jìn)行歸一化 后，以0.5為分界點，參數(shù)值處于[0, 0.5)區(qū)間賦予低值，參數(shù)值處于[0.5, 1]區(qū)間賦予高 值； 502 :基于兩個參數(shù)分為四層，并設(shè)定每層的抽樣率； 503 :由步驟2)中圖幅抽樣方案的樣本量乘以抽樣率得到每層需要布設(shè)的圖幅樣本數(shù) 量，逐層隨機(jī)布設(shè)樣本。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述步 驟502中設(shè)定： 當(dāng)全局核密度估計參數(shù)為低值且有效面積比參數(shù)為低值，則該層抽樣率為10% ; 當(dāng)全局核密度估計參數(shù)為低值且有效面積比參數(shù)為高值，則該層抽樣率為20% ; 當(dāng)全局核密度估計參數(shù)為高值且有效面積比參數(shù)為低值，則該層抽樣率為30% ; 當(dāng)全局核密度估計參數(shù)為高值且有效面積比參數(shù)為高值，則該層抽樣率為40%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，其特征在于，所述步 驟6)具體為：可根據(jù)地域異質(zhì)性和/或?qū)＜医?jīng)驗進(jìn)行進(jìn)一步樣本布設(shè)的調(diào)整并且輸出圖幅 樣本結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于空間復(fù)雜性的圖幅抽樣方法，包括以下步驟：1)獲取圖幅數(shù)據(jù)抽樣總體的先驗信息；2)根據(jù)概率統(tǒng)計理論和先驗信息獲得圖幅抽樣方案的樣本量；3)獲取每個圖幅的全局核密度估計參數(shù)；4)獲取每個圖幅的有效面積比參數(shù)；5)根據(jù)全局核密度估計參數(shù)、有效面積比參數(shù)和圖幅抽樣方案的樣本量，進(jìn)行基于空間復(fù)雜性的分層圖幅抽樣；6)進(jìn)一步樣本布設(shè)調(diào)整，并輸出結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明克服傳統(tǒng)抽樣方法沒有考慮抽樣對象的空間關(guān)系以及缺乏統(tǒng)一的樣本量定量模型的局限，進(jìn)而采用基于概率統(tǒng)計的抽樣模型實現(xiàn)了樣本量的定量估計，布樣方法考慮抽樣對象的空間復(fù)雜性特征及分布，確保樣本的空間代表性。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104820774
【申請?zhí)枴緾N201510181877
【發(fā)明人】童小華, 謝歡, 孟雯, 王振華, 劉世杰, 陳鵬, 張松林
【申請人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月16日