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申请/专利权人：陇东学院;庆阳陇沣海绵城市建设管理运营有限责任公司

摘要：本发明涉及生态护坡工程领域，尤其涉及一种确定生态护坡坡面最优植株密度的方法、系统。内容包括：通过数据采集与预处理模块获取并预处理生态护坡的环境状态参数数据；通过数字孪生环境构建模块构建生态护坡数字孪生模型；通过强化学习模型训练模块以数字孪生环境为奖励函数生成器，进行植被密度调节策略的训练优化；通过策略生成与优化模块将训练好的D3QN价值网络模型部署到实际生态护坡工程中；可视化与决策支持模块，用于通过人机交互界面进行护坡植被密度优化过程的透明化管理。解决了现有经验设计方法中存在的植被密度定量分析能力不足、多目标权衡优化机制缺失、确定性方案适应性差、全生命周期动态优化能力弱等问题。

主权项：1.一种确定生态护坡坡面最优植株密度的方法，其特征在于，包括：获取基于地形点云数据、护坡代表性断面的土层结构数据、多光谱数据和护坡环境监测数据的多源数据；基于多源数据，构建护坡时空一体化信息模型；基于护坡时空一体化信息模型，搭建数字孪生环境；在数字孪生环境中开展植被生长数值模拟试验，获取不同密度组合下的生态效益与成本数据，用于训练D3QN价值网络模型；进一步，构建奖励函数： ，其中，为边坡安全系数，为生态效益评分，为施工成本，分别为边坡安全系数、生态效益评分、施工成本的权重系数；表示智能体在时间步的环境状态；表示智能体在时间步基于采取的动作；表示智能体在时间步的环境状态；将数字孪生环境状态离散为网格，并进行强化学习环境的封装；待D3QN价值网络训练收敛后，保存D3QN价值网络模型，并将D3QN价值网络模型部署到护坡施工管理云平台；通过护坡施工管理云平台返回每个网格的最优植被密度调节量： ，其中，表示护坡网的植被密度调节动作空间；表示每个网格的调节动作；表示在线网络；表示每个网格的状态；表示Q值网络；基于最优植被密度调节量，护坡施工管理云平台动态生成护坡区域植被种植密度分布图与热力图；并得到最优植被密度，具体实现公式如下： ，其中，为初始密度；为网格的最优植被密度；为单步最大调节次数；为密度调节步长。

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