CN108346108A - 生态交错带的生态系统服务演变分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法及装置。所述方法包括:获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;确定各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;根据各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;根据每个时间节点上各种土地利用类型的态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。本发明可以解决目前对生态交错带的演变规律分析不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及环境科学技术领域,具体涉及一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法及装置。
背景技术
生态系统服务(英文:Ecosystemservices),指人类生存与发展所需要的资源归根结底都来源于自然生态系统。生态系统服务一般指自然生态系统及其所属物种与生态过程所形成的维持人类生存的条件和过程。自然生态系统不仅可以为我们的生存直接提供各种原料或产品(食品、水、氧气、木材、纤维等),而且在宏观上具有调节气候、净化污染、涵养水源、保持水土、防风固沙、减轻灾害、保护生物多样性等功能,进而为人类的生存与发展提供良好的生态环境。对人类生存与生活质量有贡献的所有生态系统产品和服务统称为生态系统服务。
生态系统服务是人类从生态系统中获取的各种惠益的集合,它通过为人类提供供给服务、调节服务、文化服务等,成为链接生态系统、经济系统和社会系统之间的桥梁,并在维持生态安全、提高人类福祉、保障社会-经济健康发展等方面起着重要作用。因此,生态服务价值演变规律、响应机制的研究,已成为自然地理学、生态学、土地管理学等领域的研究热点,也是农业、牧业、矿业可持续发展的重要理论依据。现有技术中,针对不同生态系统开展了多功能、多尺度、长时序的生态系统服务动态评估研究,然而,多重胁迫下生态交错带的生态系统服务演变规律及响应机制研究尚显不足。
例如,中国煤电资源开发区域主要分布于华北平原与内蒙古草原交界区域,由于其丰富的煤炭资源,在该区域建设产煤发电一体化基地,是重要的能源安全战略。与此同时,该区域亦是重要的北方农牧交错区,以农田生态系统和草地生态系统为主。该区域属于典型温带大陆性季风气候,大部分区域降水稀少,风蚀水蚀交错,生态环境脆弱,对气候变化及人类活动极为敏感,特别是在农业、牧业、煤电资源开发等多重影响下,该区域生态环境面临巨大压力,突出表现为水土流失、土地破坏、植被退化、生物多样性丧失以及生态系统服务功能下降。
当前研究方法、关键技术的不足,限制了对煤电资源开发区域等生态交错带的生态环境问题的进一步研究,因此,以生态系统服务分析为基础,准确识别煤电开发区域等生态交错带的生态系统演变过程、揭示区域生态系统对农业开发、牧业开发以及煤电资源开发的响应机制,是保障区域生态安全的重要前提,对协调经济、社会发展与自然环境和生态系统的关系,促进国家和区域生态环境与社会经济的可持续发展,引导我国未来能源资源的合理开发、利用都有着举足轻重的意义。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是通过提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法及装置,以解决目前对生态交错带的演变规律研究不足的问题。
本发明第一方面提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法,包括:
获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;
确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;
根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;
根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
可选的,所述获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,包括:
获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
可选的,所述方法还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
可选的,所述方法还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
可选的,所述方法还包括:
根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
本发明第二方面提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置,包括:
土地分布信息获取模块,用于获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;
价值系数确定模块,用于确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;
服务价值计算模块,用于根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;
演变分析模块,用于根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
可选的,所述土地分布信息获取模块,包括:
遥感影像获取单元,用于获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
遥感影像识别单元,用于对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置,还包括:
相关性分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
相关关系确定模块,用于根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置,还包括:
回归分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
响应关系确定模块,用于根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置,还包括:
土地类型变化计算模块,用于根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
土地类型演变确定模块,用于根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
本发明第一方面提供的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,包括:获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。本发明通过确定多个时间节点上目标生态交错带的土地利用类型分布信息和生态系统服务价值指数,即可计算各时间节点上目标生态交错带中各种土地利用类型的生态系统服务价值和生态系统服务总价值,利用各时间节点上所述生态系统服务价值和生态系统服务总价值即可以数据化形式表征目标生态交错带的生态系统服务演变信息,解决目前对生态交错带的演变规律分析不足的问题。
本发明第二方面提供的生态交错带的生态系统服务演变分析装置与上述第一方面提供的生态交错带的生态系统服务演变分析方法出于相同的发明构思,具有相同的有益效果。
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示出了本发明实施方式所提供的一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法的流程图;
图2示出了本发明实施方式所提供的一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置的示意图;
图3示出了本发明实施方式所提供的一种煤电资源开发区域的土地利用类型划分示意图;
图4示出了本发明实施方式所提供的一种煤电资源开发区域的生态服务价值组成示意图;
图5示出了本发明实施方式所提供的一种影响煤电资源开发区域的驱动因子的示意图。
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方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,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方式所限制。相反,提供这些实施方式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。
需要注意的是,除非另有说明,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本发明提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法及装置。下面结合附图对本发明的实施例进行说明。
请参考图1,其示出了本发明实施方式所提供的一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法的流程图,所述生态交错带的生态系统服务演变分析方法包括以下步骤:
步骤S101:获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积。
在一些实施方式中本步骤S101具体可以包括:
获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
具体的,以所述目标生态交错带为煤电资源开发区域为例进行说明,请参考图3,其示出了本发明实施例所提供的一种煤电资源开发区域的土地利用类型划分示意图,本发明实施例可以获取多个时间节点的遥感影像,然后采用遥感图像处理软件(如ENVI等)对所述遥感影像进行土地利用类型的分类和识别,将土地利用类型划分为耕地、草地、林地、工矿建筑用地与水体,并利用参照点进行验证,精度超过70%后输出土地利用分类图像;然后根据所述土地利用分类图像计算各土地利用类型的面积等土地利用类型分布信息。
步骤S102:确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数。
本发明实施例可以根据目标生态交错带的生态系统组成,确定该目标生态交错带的生态系统服务计算指标,并根据目标生态交错带的社会经济数据确定各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数。仍以煤电资源开发区域为例,可以选取食物生产、原材料生产、气体调节、气候调节、水源涵养、废物处理、土壤保持、生物多样性保护、娱乐文化共9项主要生态系统服务作为计算指标,并基于草原、矿区等特征对象的生态系统服务价值历史研究数据,确定煤电开发条件下农牧交错区不同土地利用类型的生态系统服务价值系数,并且将工矿建筑用地生态服务价值定义为0,请参考如下表1,其示出了本发明实施例确定的煤电资源开发区域的生态系统服务价值系数。
表1
步骤S103:根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值。
本步骤中,生态系统服务价值可以采用以下公式进行计算:
ESVi=Ai×VCi
式中,ESVi为第i类土地利用类型的生态系统服务价值;Ai为第i类土地利用类型的面积;VCi为第i类土地利用类型的生态系统服务价值系数。
生态系统服务总价值可以采用以下公式进行计算:
式中,ESV为生态系统服务总价值;Ai为第i类土地利用类型的面积;VCi为第i类土地利用类型的生态系统服务价值系数。
步骤S104:根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
在确定了每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值后,即可以数据化形式利用数据统计与对比确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。仍以煤电资源开发区域为例,请参考如下表2,其示出了某一煤电资源开发区域在多个时间节点的生态系统服务价值计算结果,根据表2即可确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息(如整体变化趋势、主要构成部分的变化趋势等)如下:
该目标生态交错带从2011年至2015年期间,生态系统服务总价值呈整体下降趋势,2011-2013年、2013-2015年期间,目标生态交错带的生态系统服务价值分别下降2.35%和1.08%,下降速度有所放缓。进一步的,还可以对目标生态交错带的生态服务价值构成进行分析,请参考图4,其示出了本发明实施方式所提供的一种煤电资源开发区域的生态服务价值组成示意图,如图所示,目标生态交错带的生态服务价值构成中,以草地生态系统服务的贡献最大,但其占生态系统服务总价值的比例呈下降趋势:由2011年的78.27%下降至2015年的74.20%;其他生态系统服务价值占总价值比重较小,呈逐年增加趋势,其中农田、森林、淡水生态系统服务增长均由相应土地利用类型面积增加引起,一方面表明该区域农田生态系统呈现扩张趋势,另一方面表明区域育林护林、淡水湿地保护工作有所加强。
表2
本发明上述实施例通过确定多个时间节点上目标生态交错带的土地利用类型分布信息和生态系统服务价值指数,即可计算各时间节点上目标生态交错带中各种土地利用类型的生态系统服务价值和生态系统服务总价值,利用各时间节点上所述生态系统服务价值和生态系统服务总价值即可以数据化形式表征目标生态交错带的生态系统服务演变信息,解决目前对生态交错带的演变规律分析不足的问题。
考虑到,在实际应用中,还需要进一步研究生态交错带的演变规律与社会经济因素之间的关联性,以协调经济、社会发展与自然环境和生态系统的关系,促进国家和区域生态环境与社会经济的可持续发展,因此,在本发明实施例的一个变更实施方式中,所述方法还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
本步骤中,可以根据目标生态交错带的社会、经济状况,选择相应的社会、经济数据与所述生态系统服务总价值进行相关性分析,根据相关性分析得到的相关系数,即可确定各社会经济指标与所述生态系统服务总价值的关联关系。
另外,在确定社会经济数据与生态系统服务总价值的相关性的基础上,还可以进一步分析生态系统服务对社会经济数据的响应机制,确定影响目标生态交错带的生态系统服务价值的驱动因子,为改善和提高目标生态交错带的生态系统发展提供数据支撑,因此,在本发明实施例的另一个变更实施方式中,所述方法还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
本步骤,通过回归分析,可以确定影响生态系统服务的社会经济数据,进而确定目标生态交错带生态系统服务的影响因子或驱动因子,进而为区域规划、协调发展提供数据支撑。
仍以煤电资源开发区域为例,本步骤中,可以选取农业产值、畜牧业产值、GDP、城镇化率、工业产值、发电量等社会经济数据进行分析,可以利用统计软件(如SPSS等)进行相关性分析和回归分析,其中,回归分析可以选用逐步回归法(STEPWISE)进行多元线性回归分析,以揭示生态系统服务对人为影响因素的响应机制,请参考表3,其示出了本发明实施例所计算确定的生态系统服务总价值与社会经济数据之间的相关系数及回归系数,根据表3,各影响因子(即各种社会经济数据)与目标生态交错带的生态系统服务的演变均称较强的负相关性,且农业产值、发电量在0.05水平上具有显著性,表明煤电资源开发、农业资源开发与生态系统服务下降具有明显的负向关系。发电量与农业产值的标准化回归系数分别为-0.55和-0.48,进一步表明区域电力资源开发、农业资源开发是导致生态系统服务下降的直接驱动因子。请参考图5,其示出了本发明实施方式所进一步确定的一种影响煤电资源开发区域的驱动因子的示意图,如图所示,发电量、农业产值是影响该区域生态系统服务的直接驱动因子。
表3
另外,为了全面的对目标生态交错带的生态系统服务演变进行分析,在本发明实施例的一个变更实施方式中,所述方法还包括:
根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
具体的,可以使用ArcGIS10软件Toolbox中的spatial analyst tools-zonal-tabulate area插件,分别导入不同时间节点的土地利用分类图像,即可计算获得各时间节点之间的时间段对应的土地利用转移矩阵。
土地利用类型的变化率Rc可以采用以下公式计算:
式中,ΔA为某一土地利用类型在时间段初期的面积,ΔAin为该土地利用类型在上述时间段内的转入土地面积,ΔAout为该土地利用类型在上述时间段内的转出土地面积,T为上述时间段的时长。
土地利用类型的动态率Rd可以采用以下公式计算:
式中,ΔAin为该土地利用类型在上述时间段内的转入土地面积,ΔAout为该土地利用类型在上述时间段内的转出土地面积,T为上述时间段的时长。
通过计算上述土地利用转移矩阵、变化率和动态率,可以进一步确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息如演变速度、变化程度等等,可以以数据化形式对目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息进行描述。
需要说明的是,本发明实施例所述的生态交错带,并不限于煤电资源开发区域,还可以是有色金属资源开发区域、农牧资源开发区域等多种生态环境交错的区域,其均可以使用本发明实施例提供的方法进行生态系统服务的演变分析。
本发明实施例提供的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,一方面,具有较强的针对性,不仅能够准确确定各类生态系统的服务价值,还能够分析各类生态系统之间的相互关系,以及各类生态系统服务价值对整体的贡献;另一方面,具有较强的客观性,由于在揭示生态系统服务响应机制过程中采用逐步回归方法,可筛选出有显著影响的因子作为自变量,在因变量、自变量之间建立最优回归方程,完全反应生态系统服务变化与城市建设、农业资源开发、牧业资源开发、煤电资源开发、社会经济发展等人为影响因素之间的关系,不涉及主观因素。
在上述的实施例中,提供了一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法,与之相对应的,本发明还提供一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置。请参考图2,其为本发明实施方式所提供的一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
如图2所示,本发明实施例提供的一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置2,包括:
土地分布信息获取模块21,用于获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;
价值系数确定模块22,用于确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;
服务价值计算模块23,用于根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;
演变分析模块24,用于根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
可选的,所述土地分布信息获取模块21,包括:
遥感影像获取单元,用于获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
遥感影像识别单元,用于对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置2,还包括:
相关性分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
相关关系确定模块,用于根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置2,还包括:
回归分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
响应关系确定模块,用于根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
可选的,所述生态系统服务演变分析装置2,还包括:
土地类型变化计算模块,用于根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
土地类型演变确定模块,用于根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
本发明实施例提供的生态交错带的生态系统服务演变分析装置2,与本发明前述实施例提供的生态交错带的生态系统服务演变分析方法出于相同的发明构思,具有相同的有益效果。
需要说明的是,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种生态交错带的生态系统服务演变分析方法,其特征在于,包括:
获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;
确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;
根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;
根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
2.根据权利要求1所述的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,其特征在于,所述获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,包括:
获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
3.根据权利要求1所述的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,其特征在于,还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
4.根据权利要求1所述的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,其特征在于,还包括:
根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
5.根据权利要求1所述的生态交错带的生态系统服务演变分析方法,其特征在于,还包括:
根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
6.一种生态交错带的生态系统服务演变分析装置,其特征在于,包括:
土地分布信息获取模块,用于获取目标生态交错带在多个时间节点中每个时间节点的土地利用类型分布信息,所述土地利用类型分布信息包括各种土地利用类型的面积;
价值系数确定模块,用于确定所述目标生态交错带中各种土地利用类型对应的生态系统服务价值系数;
服务价值计算模块,用于根据所述目标生态交错带中各种土地利用类型的面积和对应的生态系统服务价值系数,计算每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值;
演变分析模块,用于根据每个时间节点上各种土地利用类型的生态系统服务价值和所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,确定所述目标生态交错带的生态系统服务演变信息。
7.根据权利要求6所述的生态交错带的生态系统服务演变分析装置,其特征在于,所述土地分布信息获取模块,包括:
遥感影像获取单元,用于获取目标生态交错带的多幅遥感影像,其中,各幅所述遥感影像分别拍摄于不同的时间节点;
遥感影像识别单元,用于对每幅所述遥感影像进行土地利用类型识别,并确定各所述遥感影像对应的土地利用类型分布信息。
8.根据权利要求6所述的生态交错带的生态系统服务演变分析装置,其特征在于,还包括:
相关性分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行相关性分析;
相关关系确定模块,用于根据相关性分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的相关关系。
9.根据权利要求6所述的生态交错带的生态系统服务演变分析装置,其特征在于,还包括:
回归分析模块,用于根据所述目标生态交错带的生态系统服务总价值,与所述目标生态交错带的社会经济数据进行回归分析;
响应关系确定模块,用于根据回归分析结果,确定所述目标生态交错带的生态系统服务与所述社会经济数据之间的响应关系。
10.根据权利要求6所述的生态交错带的生态系统服务演变分析装置,其特征在于,还包括:
土地类型变化计算模块,用于根据所述土地利用类型分布信息,确定目标生态交错带的土地利用转移矩阵,以及计算各种土地利用类型的变化率和动态率;
土地类型演变确定模块,用于根据所述土地利用转移矩阵、所述变化率和所述动态率确定目标生态交错带中各种土地利用类型的演变信息。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109598438A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种生态保护目标确定方法及装置 |
CN112561722A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-26 | 滨州学院 | 一种生态系统属性组分组成结构时间演变量化分析方法 |
CN114202451A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 华侨大学 | 服务生态系统的演化分析方法、装置、设备和存储介质 |
CN117494860A (zh) * | 2023-07-31 | 2024-02-02 | 华北水利水电大学 | 一种基于土地资源的生态系统评价方法及相关设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1804225A (zh) * | 2005-12-05 | 2006-07-19 | 江苏省农业科学院 | 一种湿地保护与开发的优化分析方法 |
CN106372384A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-01 | 中国科学院遥感与数字地球研究所 | 基于遥感大数据的城市生态安全的脉动性分析方法和装置 |
-
2018
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1804225A (zh) * | 2005-12-05 | 2006-07-19 | 江苏省农业科学院 | 一种湿地保护与开发的优化分析方法 |
CN106372384A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-02-01 | 中国科学院遥感与数字地球研究所 | 基于遥感大数据的城市生态安全的脉动性分析方法和装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘纪远等: "20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局", 《地理学报》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109598438A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种生态保护目标确定方法及装置 |
CN109598438B (zh) * | 2018-12-03 | 2022-12-09 | 中国水利水电科学研究院 | 一种生态保护目标确定方法及装置 |
CN112561722A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-26 | 滨州学院 | 一种生态系统属性组分组成结构时间演变量化分析方法 |
CN114202451A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 华侨大学 | 服务生态系统的演化分析方法、装置、设备和存储介质 |
CN114202451B (zh) * | 2021-12-16 | 2024-07-02 | 华侨大学 | 服务生态系统的演化分析方法、装置、设备和存储介质 |
CN117494860A (zh) * | 2023-07-31 | 2024-02-02 | 华北水利水电大学 | 一种基于土地资源的生态系统评价方法及相关设备 |
CN117494860B (zh) * | 2023-07-31 | 2024-07-26 | 华北水利水电大学 | 一种基于土地资源的生态系统评价方法及相关设备 |
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