CN107993173A - 一种生态城市的构建方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出一种生态城市的构建方法及系统，所述方法包括：根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用目标城市的生态足迹模型分析目标城市的生态承载力变化趋势；根据生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；基于生态承载力预测模型预测目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；根据城市生态问题对目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。本发明通过对未来生态承载力进行预测，并根据预测出的城市生态问题对目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，通过提出合理的对策改善城市生态状况，实现生态城市的构建，达到城市和人和谐共处的局面。
Description
技术领域
本发明涉及城市建设技术领域，尤其涉及一种生态城市的构建方法及系统。
背景技术
近年来，气候变化和生态环境污染等的灾害对全球各地城市的抵抗能力造成了愈来愈严重的冲击。生态城市因其追求人与人、人与环境的高度和谐，成为21世纪城市发展的新模式。目前学术界已将“生态城市”作为一个重要的热点问题进行研究，国内外许多城市也已开展了“生态城市”的建设实践。
所谓生态城市的概念最早是从生态学角度提出的，是全球生态危机下的产物，侧重人与自然关系的反思，协调城市人工系统和自然生态系统的关系，是人类城市化进程中里程碑的发展理念，标志着人类从工业文明进入现代生态文明阶段。生态城市内涵丰富，属于自然、社会、经济的复合生态系统。如何实现生态城市的构建对未来城市的发展具有重要意义。
目前，主要通过生态足迹模型评价生态城市，或通过生态城市评价指标体系实现生态城市的构建。但是，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术方案中至少存在以下技术问题：
态足迹法是作为指标评价生态承载力，可持续发展能力、生态安全及生态系统服务功能的基础方法。主要是比较人为活动影响下的生态足迹与强调自然资源影响的生态服务价值之间的关系，从而判断一个区域的可持续发展程度等，目前的研究集中于指标的计算和模型的运用方面，未通过分析指标很好的指出对城市的改善方式；
生态城市评价指标体系仅从指标的数据上进行计算，未从宏观上进行把控，不能很好的涵盖文化、人流、交通等各方面的因素；指标评价大部分反映的静态的状况，无法反映动态的趋势并对未来做出预测；而且，目前3S等信息技术应用于时空格局分布及评价体系较少。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的生态城市的构建方法及系统。
本发明的一个方面，提供了一种生态城市的构建方法，包括:
根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势；
根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；
基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；
根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
可选地，所述方法还包括：
通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
可选地，所述方法还包括：
根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
可选地，所述根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，包括：
根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
可选地，所述方法还包括：
根据预设的生态城市评价的指标因子，构建所述目标城市的生态城市评价指标体系。
本发明的另一个方面，提供了一种生态城市的构建系统，包括:
数据分析模块，用于根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势；
模型构建模块，用于根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；
预测模块，用于基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；
优化模块，用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
可选地，所述系统还包括：
数据获取模块，用于通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
可选地，所述优化模块，还用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
可选地，所述优化模块，包括：
确定单元，用于根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
优化单元，用于根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
可选地，所述系统还包括：
生成模块，用于根据预设的生态城市评价的指标因子，生成所述目标城市的生态城市评价指标体系。
本发明实施例提供的生态城市的构建方法及系统，通过对未来生态承载力进行预测，能够预测出可能存在的城市生态问题，并及时结合森林文化，根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，通过提出合理的对策改善城市生态状况，实现生态城市的构建，达到城市和人和谐共处的局面。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明一个实施例的生态城市的构建方法的流程图；
图2示出了本发明实施例中的生态城市评价指标体系框图；
图3示出了本发明一个实施例的生态城市的构建系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1示意性示出了本发明一个实施例的生态城市的构建方法的流程图。参照图1，本发明实施例的生态城市的构建方法具体包括以下步骤：
S11、根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势。
S12、根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型。
S13、基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题。
本实施例中，通过收集目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，做生态足迹模型的生态承载力评价，分析所述目标城市的生态承载力变化趋势，并可以根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型，借助模型对未来生态承载力情况做出预测，判断该城市是处于生态盈余还是生态赤子状态，并结合对六种不同用地类型历史的趋势变化找出城市生态问题的问题点，并提出对策。
S14、根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
本发明实施例提供的生态城市的构建方法，通过对未来生态承载力进行预测，能够预测出可能存在的城市生态问题，并及时结合森林文化，根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，通过提出合理的对策改善城市生态状况，实现生态城市的构建，达到城市和人和谐共处的局面。
在本发明的一个可选实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：
通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
在实际应用中，可借助谷歌地图或者遥感影像，通过绘图的形式，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，对目标城市的宏观发展状况进行整体了解。具体包括：区位分析、上位分析、城市总体规划、城市绿地系统规划、城市用地分析、交通分析、人流分析、基础设施分析等。
本发明实施例中，所述方法还包括：根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
本实施例中，所述根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，具体包括：
根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
实际应用中，通过进一步对森林城市的相关指标进行评价，了解该城市的森林发挥的功能效益，并结合森林文化和生态足迹的结论对森林的位置、大小、类型进行改善。在一个具体实施例中，可结合图像和数据作直观详细的说明。
在计算生态承载力时，由于人类使用的6种生物生产性土地的生产力大小不同，需采用均衡因子将各类生物生产性土地调整为等价生产力的土地面积，汇总后得到均衡面积。同时考虑到同类生产性土地的生产力在不同国家和地区之间存在着差异，因而引入产量因子作为各国各地区同类生产性土地转化为可比面积的参数，是一个国家或地区某类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。具体生态足迹的计算公式如下:
ED＝EF-BC
ER＝BC-EF
其中:i为消费商品的类型，pi为i种消费商品的全球平均生产能力，ci为i种商品的人均消费量，ai为人均i种商品折算的生物生产性土地面积，N为人口数，ef为人均生态足迹，EF为总的生态足迹，ED为生态赤字，ER为生态盈余，BC为区域所能提供的生态生产性土地面积。
如果区域的生态足迹小于区域的生态承载力，则表现为生态盈余，表明人类对自然生态系统的压力处于本地区所提供的生态承载力范围内，生态系统是安全的；如果区域的生态足迹超过了区域所能提供的生态承载力，则表现为生态赤字，表明这一地区的人们对本地区的自然生态系统所提供的产品和服务的需求超过了其供给，那么本地区的生态系统就是不安全的，该地区当前的发展也是不可持续的。
本发明实施例中，对生态城市的指标进行评价，不仅包括森林的生态效益，还包括景观的园林功能、美化功能，并通过评价提出合理对策，例如将海绵城市的想法纳入到城市总体规划中等，改善城市生态状况，从而达到城市和人和谐共处的局面。
进一步地，所述方法还包括：根据预设的生态城市评价的指标因子，构建所述目标城市的生态城市评价指标体系。
城市生态系统是一个大系统，包含的因子极多，对它进行生态学评价不可能包罗无遗，必须在其中选择若干因子作为评价指标。指标选择的原则应注意因子的综合性、代表性、层次性、合理性以及现实性。根据以上原则建立一个具有四个层次结构的指标体系，参见图2。最高级(0级)指标为生态综合指数，其下的一级指标包括城市生态系统结构、功能和协调度：二级指标是在一级指标下选择若干因子所组成：三级指标又是在二级指标下选择若干因子组成。
下面对三级指标数值的计算进行具体说明：
三级指标(Qi)可根据以下公式计算所得：
当指标数值越大越好时，
当指标数值越小越好时，
其中，Si——为某三级指标的标准值；
Ci——根据评价城市选取的某三级指标的现状值；
Max——所选相关城市指标中最大值乘以1.05；
Min——所选相关城市指标中最小值除以1.05。
下面对二级指标数值的计算进行具体说明：
二级指标数值(Vi)是根据其所属三级指标数值的算术平均值计算而得，其计算公式如下：
其中：Qi——为某三级指标指数值；
M——为该二级指标所属三级指标的项数。
下面对一级指标数值的计算进行具体说明：
一级指标指数(Ui)是根据其所属各二级指标数值乘以各自的权重后进行加和，计算公式如下：
其中：Vi——为某一二级指标的数值；
Wi——为某一二级指标的权重；
n——为该一级指标所属二级指标的项数。
其中，一级指标和二级指标的权重计算结果见表1。
表1一级指标和二级指标的权重
下面对生态综合指数的计算进行说明：
生态综合指数(ECI)是将各一级指标数值乘以各自的权重，再进行一次加和，计算公式如下：
其中：Ui——为一级指标ViWi数值；
Wi——为某一一级指标的权重；
n——为一级指标的项数。
在计算一级指标数值和生态综合指数时，权重的确非常重要，一般可采用特尔斐法和语义变量分析法相结合的方法来计算权值]。参照国内外的各种综合指数的分组方法,设计了一个五级分级标准,并给出相应的分级评语，见表2：
表2城市生态化程度分级表
需要说明的是，构建生态城市的需要考虑的生态功能相对较多，而目前所涉及到的只有森林的生态功能和园林景观的城市规划(更多的是绿地布置的合理性及美化性)，后续还可以对所构建的生态城市进行完善建设。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
图3示意性示出了本发明一个实施例的生态城市的构建系统的结构示意图。参照图3，本发明实施例的生态城市的构建系统具体包括数据分析模块301、模型构建模块302、预测模块303以及优化模块304，其中：
所述的数据分析模块301，用于根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势；
所述的模型构建模块302，用于根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；
所述的预测模块303，用于基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；
所述的优化模块304，用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
本发明实施例中，所述系统还包括附图中未示出的数据获取模块，所述的数据获取模块，用于通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
本发明实施例中，所述优化模块304，还用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
进一步地，所述优化模块304，包括确定单元和优化单元，其中：
所述的确定单元，用于根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
所述的优化单元，用于根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
本发明实施例中，所述系统还包括附图中未示出的生成模块，所述的生成模块，用于根据预设的生态城市评价的指标因子，生成所述目标城市的生态城市评价指标体系。
对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
此外，本发明另一实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路，其中，所述电路板安置在所述壳体围成的空间内部，所述处理器和所述存储器设置在所述电路板上；所述电源电路，用于为所述电子设备的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上述任一实施例所述的生态城市的构建方法。
本发明实施例提供的生态城市的构建方法及系统，通过对未来生态承载力进行预测，能够预测出可能存在的城市生态问题，并及时结合森林文化，根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，通过提出合理的对策改善城市生态状况，实现生态城市的构建，达到城市和人和谐共处的局面。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种生态城市的构建方法，其特征在于，包括:
根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势；
根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；
基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；
根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整，包括：
根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据预设的生态城市评价的指标因子，构建所述目标城市的生态城市评价指标体系。
6.一种生态城市的构建系统，其特征在于，包括:
数据分析模块，用于根据目标城市在预设历史时间段的生态发展数据，利用所述目标城市的生态足迹模型分析所述目标城市的生态承载力变化趋势；
模型构建模块，用于根据所述生态承载力变化趋势构建生态承载力预测模型；
预测模块，用于基于所述生态承载力预测模型预测所述目标城市在未来的生态承载力，并根据预测结果查找存在的城市生态问题；
优化模块，用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
数据获取模块，用于通过目标城市的城市地图和/或遥感影像数据，获取所述目标城市在预设历史时间段的生态发展数据。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述优化模块，还用于根据所述城市生态问题对所述目标城市当前的园林景观的城市规划进行优化调整。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述优化模块，包括：
确定单元，用于根据预设的生态城市评价指标体系确定所述目标城市中森林指标在生态综合指数中所占比重；
优化单元，用于根据所述城市生态问题，以及所述森林指标在生态综合指数中所占比重，对所述目标城市当前的森林位置分布、区域大小和/或类型的规划进行优化调整。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
生成模块，用于根据预设的生态城市评价的指标因子，生成所述目标城市的生态城市评价指标体系。
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