CN109767042A - 基于用地评估的人防专业队工程选址方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于用地评估的人防专业队工程选址方法，包括以下步骤：（1）将人防专业队工程待选址区域网格化，以规划部门给出的规划区域为准，将待选址用地以占地面积为单位将区域划分为若干方格，每个方格为一个评价单元；（2）建立评价单元的评价指标体系；（3）对评价指标的量化；（4）确定评价指标的权重；（5）建立人防专业队选址用地的总体评价模型；（6）评价结果划分；（7）应用ArcGIS进行计算，得到最终抢险抢修专业队工程选址适宜性分区图。本发明通过ArcGIS的空间分析功能进行实现，对人防专业队工程的用地进行评价，评价得分高的用地更加适合建设人防专业队工程，为人防工程总体规划和详细规划的编制提供依据。

Description

基于用地评估的人防专业队工程选址方法

技术领域

本发明涉及基于用地评估的人防专业队工程选址方法，属于建筑防灾技术领域。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，城市建设推动了人民防空工程的大发展，许多城市人防工程建设的主要目标已经从“提高数量”转移到“保证质量”上。人防工程的规划布局是影响人防工程系统整体防护效率的重要因素，合理的布局选址是人防工程规划目标之一。人防工程作为地下空间中为战时服务的一个特殊组成部分，其布局要求要注重其战时功能和实现和良好的抗毁能力。人民防空专业队的任务是保障战时城市的重要经济目标包括关键基础设施和生命线工程等重要设施在战时的正常运行，以及维护社会治安、保障城市基本功能的维持等重要功能。如何在人防工程规划建设中提高人防专业队工程的抗毁能力、提高人防专业队的机动能力是非常重要和有意义的课题。

目前人防专业队的规划布局理论还比价欠缺，其布局方法和实践大多是概括性的提出了人防专业队工程在规划区域内的布局要求和规划模式。从用地选择、功能配套等方面比较滞后，特别是缺少客观量化分析手段，而目在布局选点中主流的定性分析方法使专业队工程在选址中有较强的主观性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于用地评估的人防专业队工程选址方法，通过ArcGIS的空间分析功能进行实现，对人防专业队工程的用地进行评价，评价得分高的用地更加适合建设人防专业队工程，为人防工程总体规划和详细规划的编制提供依据。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，包括以下步骤：

(1)将人防专业队工程待选址区域网格化，以规划部门给出的规划区域为准，将待选址用地以占地面积为单位将区域划分为若干方格，每个方格为一个评价单元；

(2)建立评价单元的评价指标体系；

(3)对评价指标的量化；

(4)确定评价指标的权重；

(5)建立人防专业队选址用地的总体评价模型，其评价模型为：

其中，s_i为某基本评价单元第i个分因子的得分，w_i为该分因子的分权重，d_j为该分因子对应的上一层的因素的权重值，y为该基本评价单元的评价得分；

(6)评价结果划分，根据对每个评价单元的计算结果，对人防专业队工程的适宜性得分进行划分，本发明适宜采用平均划分的方法，

(7)应用ArcGIS进行计算，得到最终抢险抢修专业队工程选址适宜性分区图。

作为优选，所述步骤(2)中，将评价单元的评价指标分为一级指标3类、二级指标8个，三级指标10个，分别是：1)区位因素，包括此生灾害影响范围、目标任务范围和服务区范围，其中目标任务范围包括重要经济目标范围和重要管线(管廊)距离，服务区范围还包括距离交通干道距离和距离已有工程距离；2)地面因素，包括容积率和土地属性；3)地质因素，包括地形地貌、工程地质和环境地质，其中地形地貌包括地面标高和地面坡度，工程地质包括地基土均匀性和地基土承载力，环境地质包括地面沉降和滑坡崩塌。

作为优选，所述步骤(3)中通过专家打分法和综合评估方法，对以上评价单元的指标进行量化，结果可见下表：

作为优选，所述步骤(4)中由于评价指标较多，在确定权重时采用层次分析法(AHP)，具体步骤如下：

1)通过专家调查，对同一层次上的各相关因子关于上一层中某一因素的重要性进行两两比较，构建判断矩阵；

2)通过矩阵运算得出其最大特征根和对应的经过归一化的特征向量，再对判断矩阵通过一致性检验后得出权重值；

3)根据判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重w_i计算备层要素相对于系统目的(总目标)y的合成(总)权重d_j，并据此表明各因素和相关因子对地下防灾空间用地选择适宜度的重要程度。

作为优选，所述步骤(4)中各个指标如下表：

作为优选，所述步骤(6)中，根据对每个评价单元的计算结果，对人防专业队工程的适宜性得分进行划分，采用平均划分的方法分为3级，如下表：

作为优选，所述步骤(7)中具体步骤如下：

1)根据城市规划资料和数字资源，在ArcGIS平台录入规划区域的地理信息数据，以及各个影响指标的属性数据，同时进行空间校正和配准；

2)对评价范围进行单元划分，应用ArcGIS平台中空间分析计算模块(spatialanalysis)对已经输入的空间数据进行计算处理，通过数据插值、分类，缓冲区计算(Buffer,Feature to Raster,Overlay,Distance)的运算分析生成各项评价专题分析图，然后应用空间分析中的再分类(Reclassify)功能对已经生成的空间数据的数值按照评价指标进行赋值后，生成各评价指标的专题图；

3)在综合评价图中，每个基本评价单元都以评价模型为基础通过ArcGIS的计算处理得到评价分值，再按照划定的标准将分值分类，将各个网格的分值聚类后通过不同纹理进行区分为3个级别，得到最终抢险抢修专业队工程选址适宜性分区图。

有益效果：本发明的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，建立了人防专业队工程的用地选择指标评价体系，改变了目前评价方法模糊，主观性较强的状态；全面的考虑人防专业队工程的功能性、安全性以及和城市建设的统一性，应用GIS平台的空间数据处理特性，使数学评价的结果以图形化的方式显示，利于决策辅助和规划作业，使人防专业队工程的用地选择更加客观与科学。

附图说明

图1为本发明的评价指标体系图；

图2为本发明最终的用地评价结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种基于用地评估的人防专业队工程选址方法，以N市J区规划区域为例，包括以下步骤：

1、收集原始资料，并整理成评价模型需要的可用数据。评价所需的各项地理信息数据通过城市规划专项CAD图的数据导入ArcGIS，并进行空间校正和配准；

2、对评价范围进行单元划分。根据规划区域的范围，选择10×10m网格为基本评价单元；

3、建立评价单元的评价指标

根据人防专业队的功能要求，人防专业队工程的用地选址受以下因素影响：第一是工程选址需要一定适宜性，就是指在对地下空间资源的地址、水文、地形等条件进行分析和判断，包括土地属性、地面标高、坡度。第二是工程选址应当规避灾害风险，降低战时空袭危害和避免平时自然灾害风险，因此评价指标包括次生灾害覆盖范围、地基土均匀性、地基承载力、地面沉降、滑坡崩塌风险。第三是工程选址便于人防专业队履行任务，因此对重要经济目标、地下综合管廊、交通等因素更加敏感，这里的指标包括重要经济目标距离、综合管廊距离、距离交通干道距离。

通过对上述因素的整合，将评价单元的评价指标分为一级指标3个、二级指标8个，三级指标10个，分别是：

1)区位因素，包括此生灾害影响范围、目标任务范围和服务区范围，其中目标任务范围包括重要经济目标范围和重要管线(管廊)距离，服务区范围还包括距离交通干道距离和距离已有工程距离。

2)地面因素，包括容积率和土地属性。

3)地质因素，包括地形地貌、工程地质和环境地质，其中地形地貌包括地面标高和地面坡度，工程地质包括地基土均匀性和地基土承载力，环境地质包括地面沉降和滑坡崩塌。指标体系如下图：

4、评价指标的量化

1)次生灾害影响因子量化

在量化次生灾害对评价单元影响时，可以根据重要经济目标所存储的易燃易爆物品的数量(容积)和分布，对燃爆效果进行计算，然后对冲击波和高温分布进行评估，将评价单元的影响分为4个等级：无影响、轻微影响、严重影响、致死。

2)重要经济目标的距离影响因子量化

为了实施快速抢修和救援活动，靠近重要经济目标的用地得分更高，通过专家打分法将评价单元与重要经济目标的距离量化为4个等级：1000米以内，1000-3000米，3000-5000米，5000米以上。

3)重要管廊的距离影响因子量化

为了实施快速抢修和救援活动，距离城市生命线工程的用地得分更高，其专业队能够快速到达开展工作，通过专家打分法将评价单元与重要管廊(管线)的距离量化为3个等级：500以内、500-1000米、1000米以上。

4)交通影响因子量化

用地在在靠近主要干道时会有更好的交通效率，通过专家打分法将评价单元与城市主要交通干道的距离量化为4个等级：100米以内、100-300米、300-500米、500米以上。

5)与现有专业队工程的距离影响因子量化

为了整体工程体系布局优化，新建工程的服务范围应当尽量与现有工程的服务范围减少重叠，因此选址用地与现有工程距离应当保持距离，通过专家打分法将评价单元与现有工程的的距离量化为3个等级：5000米以外、3000-5000米、3000米以内。

6)城市用地容积率影响因子量化

用地容积率反映了开发强度和建筑高度，在发生战争空袭、地震等灾害时，容积率高的地区一旦发生建筑物坍塌和损毁，其覆盖面积大，不利于避难和救援；而容积率过低的地区，则不利于地下空间的开发，因此容积率适中的区域更加适合人防专业队工程的建设。通过专家打分法将评价单元的容积率影响量化为4个等级：容积率3以上，容积率2-3之间，容积率1-2之间，容积率1以下。

7)用地属性影响因子量化

通过专家打分法将评价单元所在地块的土地属性影响因子量化为4个等级：一类为居住用地和公共建筑用地，二类为工业工地和商业用地，三类为广场绿地，四类为其他用地。

8)地面标高影响因子量化

地面标高因素主要关系到工程收到洪涝灾害影响，本发明将评价单元的地面标高划分为两个等级：一类为适宜建设，另一类为不适宜建设。

9)坡度影响因子量化

坡度大的地区施工难度高，造价也相对较高，通过专家打分的方法将评价单元的坡度影响因子量化为3个等级：一类为0-10％，二类为10％-20％，三类为30％以上。

10)地基土均匀性影响因子量化

地基土越均匀，地下空间开发的难度越低，将评价单元的地基土均匀与否划分为两个层次：一类为均匀，另一类为不均匀。

11)地基承载力影响因子量化

地基的承载力强，地下结构就更加稳定，但是另一方面强度过大的话，岩石的挖掘难度也会增加使工程造价提高。通过专家打分的方法将评价单元的地基承载力影响因子量化为3个等级：一类是高于180kpa，二类是130-180kpa,三类是0-130kpa。

12)地面沉降影响因子量化

地面沉降会影响地下空间开发利用的适宜性，通过专家评估的方法将评价单元内的坡度影响因子量化为4个等级：一类是无沉降，二类是轻微沉降，三类是轻度沉降，四类是中高度沉降。

13)滑坡崩塌风险影响因子量化

滑坡崩塌是地质灾害的主要形式，会严重威胁地下结构的安全，因此通过专家评估的方法将评价单元所在区域的滑坡崩塌风险影响因子量化为4个等级：一类是无，二类是轻微，三类是轻度，四类是中高度。

以上具体的影响因子量化可见下表：

5、确定评价指标的权重

本发明采用层次分析法(AHP)来确定各级指标的权重分配，通过判断矩阵构造、一致性检验以及对其特征向量的求解，确定了各层次之间的关系，其结果如下表：

6、在ArcGIS中进行各评价因子的计算并给基本评价单元赋值

应用ArcGIS平台中空间分析计算模块(spatial analysis)对规划区域内的空间数据进行计算处理，针对规划地块的分布和属性、容积率等土地参数，以及重要经济目标、重要管廊和管线分布、地基勘查情况等空间数据，通过ArcGIS的数据插值、分类，缓冲区计算(Buffer,Feature to Raster,Overlay,Distance)的运算分析生成各项评价指标的专题分析图，然后应用空间分析中的再分类(Reclassify)功能对已经生成的空间数据的数值按照量化指标对评价单元进行赋值后，生成各评价因子的专题图。

7、基本评价单元的评价得分计算

通过计算每个基本评价单元中不同指标评价的的结果和权重，得到对不同用地选择的综合评价结果，其评价模型为：

其中，s_i为某基本评价单元第i个分因子的得分，w_i为该分因子的分权重，d_j为该分因子对应的上一层的因素的权重值，y为该基本评价单元的评价得分。

每个基本评价单元都以各个评价指标评价得分为基础，通过ArcGIS的叠加计算进一步得到评价总分。

8、评价结果划分

根据对每个用地的计算结果，对人防专业队工程的适宜性得分进行划分，本发明采用平均划分的方法分为3级，如下表：

最后通过栅格计算功能将各个评价因子的专题数据按照评价模型进行栅格数据的计算，得出综合评价图。在综合评价图中，每个基本评价单元都以评价模型为基础通过GIS的计算处理得到评价分值，再按照划定的标准将分值分类，将评价单位划为哪一类用地范围，最终得到用地选址的评价图，在本例中共划分为3个级别，并通过不同的纹理来体现级别的差异，如图2所示，结果显示在规划区域的北部和中西部的部分地块最利于抢险抢修专业队工程的布置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将人防专业队工程待选址区域网格化，以规划部门给出的规划区域为准，将待选址用地以占地面积为单位将区域划分为若干方格，每个方格为一个评价单元；

(2)建立评价单元的评价指标体系；

(3)对评价指标的量化；

(4)确定评价指标的权重；

(5)建立人防专业队选址用地的总体评价模型，其评价模型为：

其中，s_i为某基本评价单元第i个分因子的得分，w_i为该分因子的分权重，d_j为该分因子对应的上一层的因素的权重值，y为该基本评价单元的评价得分；

(6)评价结果划分，根据对每个评价单元的计算结果，对人防专业队工程的适宜性得分进行划分；

(7)应用ArcGIS进行计算，得到最终抢险抢修专业队工程选址适宜性分区图。

2.根据权利要求1所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将评价单元的评价指标分为一级指标3类、二级指标8个，三级指标10个，分别是：1)区位因素，包括此生灾害影响范围、目标任务范围和服务区范围，其中目标任务范围包括重要经济目标范围和重要管线距离，服务区范围还包括距离交通干道距离和距离已有工程距离；2)地面因素，包括容积率和土地属性；3)地质因素，包括地形地貌、工程地质和环境地质，其中地形地貌包括地面标高和地面坡度，工程地质包括地基土均匀性和地基土承载力，环境地质包括地面沉降和滑坡崩塌。

3.根据权利要求2所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过专家打分法和综合评估方法，对以上评价单元的指标进行量化，结果可见下表：

4.根据权利要求3所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(4)中在确定权重时采用层次分析法(AHP)，具体步骤如下：

1)通过专家调查，对同一层次上的各相关因子关于上一层中某一因素的重要性进行两两比较，构建判断矩阵；

2)通过矩阵运算得出其最大特征根和对应的经过归一化的特征向量，再对判断矩阵通过一致性检验后得出权重值；

3)根据判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重w_i计算备层要素相对于系统目的y的合成权重d_j，并据此表明各因素和相关因子对地下防灾空间用地选择适宜度的重要程度。

5.根据权利要求4所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(4)中各个指标如下表：

6.根据权利要求1所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(6)中，根据对每个评价单元的计算结果，对人防专业队工程的适宜性得分进行划分，采用平均划分的方法分为3级，如下表：

7.根据权利要求1所述的基于用地评估的人防专业队工程选址方法，其特征在于：所述步骤(7)中具体步骤如下：

1)根据城市规划资料和数字资源，在ArcGIS平台录入规划区域的地理信息数据，以及各个影响指标的属性数据，同时进行空间校正和配准；

2)对评价范围进行单元划分，应用ArcGIS平台中空间分析计算模块对已经输入的空间数据进行计算处理，通过数据插值、分类，缓冲区计算的运算分析生成各项评价专题分析图，然后应用空间分析中的再分类功能对已经生成的空间数据的数值按照评价指标进行赋值后，生成各评价指标的专题图；

3)在综合评价图中，每个基本评价单元都以评价模型为基础通过ArcGIS的计算处理得到评价分值，再按照划定的标准将分值分类，将各个网格的分值聚类后通过不同纹理进行区分为3个级别，得到最终抢险抢修专业队工程选址适宜性分区图。