CN111340371B - 一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法及系统。该方法包括：获取评估方案的空间尺度；根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元；获取健康风险基础数据；根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据；根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图；对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图；根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议。本发明能够综合地评估国土空间现状环境或规划方案对居民带来的消极健康影响。
Description
技术领域
本发明涉及国土空间规划编制的健康风险评估领域，特别是涉及一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法及系统。
背景技术
我国经历了长期且快速的城镇化进程，伴随着土地利用和发展模式的转变，城乡环境也在迅速变化，对居民的健康产生了重要影响。以往城市规划更加注重经济发展，而现今国土空间规划体系将规划空间范畴和内涵极大拓展，未来城乡发展需更加平衡，包括促进大众健康在内的目标理念都将被纳入。已有许多研究证明特定城乡环境要素与居民健康结果显著相关，国土空间规划能通过合理用地布局和污染防护，降低居民在污染风险中的暴露机会。
国外已有针对城市规划的健康影响评估工具和实践，但国内还没有适合国土空间规划的相关评估模型和工具。虽然既有环境影响评估(Environmental ImpactAssessment，EIA)已被应用于城市规划及建设行为可能造成环境影响的评价，但其存在三个特点：1)未基于人的健康视角；2)缺乏对空间环境要素对人们健康复合影响的多中介渠道考虑(如，高速路车流通过尾气排放污染空气，进而影响居民健康的同时也产生了严重噪音污染)；3)往往缺失针对多空间环境要素风险影响的综合分析。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法及系统，实现了综合地评估国土空间现状环境或规划方案对居民带来的消极健康影响。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法，包括：
获取评估方案的空间尺度；
根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元；
获取健康风险基础数据；
根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据；
根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图；
对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图；
根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议。
可选的，所述获取健康风险基础数据，具体包括：
获取现状环境数据、规划方案与文本；
根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
可选的，所述对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图，具体包括：
采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图；
采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图。
可选的，所述根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议，具体包括：
根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果；
根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。
可选的，所述根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果，具体包括：
将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图；
根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
一种面向国土空间规划编制的健康风险评估系统，包括：
空间尺度获取模块，用于获取评估方案的空间尺度；
栅格单元确定模块，用于根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元；
基础数据获取模块，用于获取健康风险基础数据；
要素数据确定模块，用于根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据；
健康影响赋值模块，用于根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图；
空间叠加分析模块，用于对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图；
规划优化建议确定模块，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议。
可选的，所述基础数据获取模块，具体包括：
数据获取单元，用于获取现状环境数据、规划方案与文本；
基础数据获取单元，用于根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
可选的，所述空间叠加分析模块，具体包括：
第一空间叠加分析单元，用于采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图；
第二空间叠加分析单元，用于采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图。
可选的，所述规划优化建议确定模块，具体包括：
热/冷点空间分布确定单元，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果；
规划优化建议确定单元，用于根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。
可选的，所述热/冷点空间分布确定单元，具体包括：
矢量转换子单元，用于将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图；
热点分析子单元，用于根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明从健康风险环境要素出发，考虑特定风险要素可能的综合影响。对多风险要素可能产生的健康影响进行综合空间叠加分析，更为真实反映实际或潜在影响，能够综合地评估国土空间现状环境或规划方案对居民带来的消极健康影响。此外，通过热点分析法识别高发地区，更直观地指导健康导向的国土空间规划实践。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明面向国土空间规划编制的健康风险评估方法流程图；
图2为本发明面向国土空间规划编制的健康风险评估系统结构图；
图3为实施例3顾村镇现状健康风险要分布图；
图4为实施例3顾村镇现状风环境重分类图；
图5为实施例3顾村镇现状点状环境要素健康风险影响图；
图6为实施例3顾村镇现状线状环境要素健康风险影响图；
图7为实施例3顾村镇现状面状环境要素健康风险影响图；
图8为实施例3顾村镇现状健康风险叠加评估综合识别结果图；
图9为实施例3顾村镇现状健康风险综合识别结果与居住用地叠加分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法及系统，实现了综合地评估国土空间现状环境或规划方案对居民带来的消极健康影响。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明面向国土空间规划编制的健康风险评估方法流程图。如图1所示一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法包括：
步骤101：获取评估方案的空间尺度。
步骤102：根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元。
栅格单元作为健康风险影响分析开展的基本单元。由于国土空间规划涉及多个空间尺度，针对不同规划编制方案应采用与之相适应的栅格单元大小，因此，首先需根据表1中对不同空间层面定义和规模界定，明确规划方案所属空间层级；并根据实际情况，在表1中建议分析尺度范围内确定开展健康风险评估的栅格单元大小。表1为面向规划编制方案的健康影响评价的栅格分析单元。如下所示：
表1面向规划编制方案的健康影响评价的栅格分析单元
步骤103：获取健康风险基础数据，具体包括：
获取现状环境数据、规划方案与文本。
根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
步骤104：根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据。
对所述健康风险基础数据进行提取，得到健康风险要素数据，所述健康风险要素数据包括工业用地、仓储类用地、主要城市道路、交通节点和其他污染源场地，所述交通节点包括匝道口和隧道口，所述其他污染源场地包括污水处理厂和垃圾收集站等。
步骤105：根据所述栅格单元对所述风险要素和所述背景要素分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图。
其中，风险要素空间单元涵盖土地使用和道路交通两个维度(如表2所示)。具体分析赋值步骤为：
①将风险要素空间单元按类型划分为点要素、线要素、面要素，分别建立图层。
②以栅格单元大小为基本单位并依据表2和表3影响区的级数，分别对点、线、面要素采用欧式距离算法进行计算，得到初步的健康风险要素多级缓冲区影响图。
③依据表2和表3的多级影响区距离值和影响值对步骤2所得的初步影响图进行重分类，得到风险要素影响分析图。
表2健康风险要素类型、影响缓冲区及赋值
表3高压线健康影响缓冲区及赋值
背景要素空间单元是指分析对象所处的风场环境，基于相同的分析栅格大小以及H＝1.5界面高度(人活动高度)风场模拟分析获得；并依据表4中风速大小分级，将风场模拟分析结果进行重分类并赋值。
表4城市风环境要素的健康风险等级划分
步骤106：对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图，具体包括：
采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图。
采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图。
步骤107：根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议，具体包括：
步骤1071：根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。作为一种优选的实施例，将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图。根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
步骤1072：根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。对热点空间分布结果和冷点空间分布结果进行分析，得到高健康风险集聚区、低健康风险集聚区和健康风险集聚特征不显著地区。基于冷空间分布结果、热点空间分布结果、不同风险要素分析结果以及既有规划和研究经验，本评估可以提出优化地区的优先建议，并从用地整合、功能布局优化、交通流量控制以及道路防护隔离等方面提出相应规划策略。
本发明基于国土空间规划视角综合考虑空间环境状态对人产生的健康风险影响，具备3个方面优点：1)从健康风险环境要素出发，考虑特定风险要素可能的综合影响(如，高速路车流通过尾气排放污染空气，进而影响居民健康的同时也产生了严重噪音污染)；2)对多风险要素可能产生的健康影响进行综合空间叠加分析，更为真实反映实际或潜在影响；3)通过空间聚类分析识别高发地区，更直观地指导健康导向的国土空间规划实践。
实施例2：
对应于实施例1的面向一种国土空间规划编制的健康风险评估方法，本实施例提供相应的一种面向国土空间规划编制的健康风险评估系统。图2为本发明面向国土空间规划编制的健康风险评估系统结构图。一种面向国土空间规划编制的健康风险评估系统包括：
空间尺度获取模块201，用于获取评估方案的空间尺度；
栅格单元确定模块202，用于根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元。
基础数据获取模块203，用于获取健康风险基础数据。
要素数据确定模块204，用于根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据。
健康影响赋值模块205，用于根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图。
空间叠加分析模块206，用于对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图。
规划优化建议确定模块207，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议。
所述基础数据获取模块203，具体包括：
数据获取单元，用于获取现状环境数据、规划方案与文本。
基础数据获取单元，用于根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
所述空间叠加分析模块206，具体包括：
第一空间叠加分析单元，用于采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图。
第二空间叠加分析单元，用于采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图。
所述规划优化建议确定模块207，具体包括：
热/冷点空间分布确定单元2071，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
规划优化建议确定单元2072，用于根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。
所述热/冷点空间分布确定单元2071，具体包括：
矢量转换子单元，用于将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图。
热点分析子单元，用于根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
实施例3：
本发明已在上海市宝山区顾村镇总体规划中得到应用。本实施例的健康风险评估针对顾村镇现状空间环境(现状环境和规划方案的健康风险叠加评估的技术方法和分析流程一致，仅在基础数据上存在不同，前者采用空间环境现状数据，后者采用规划方案和文本相关数据)。
首先，基于现状土地使用数据和环境数据，梳理汇总顾村镇现状健康风险要素。顾村镇现状健康风险要素涵盖点要素、线要素和面要素多种类型(表5)。其中，中北部地区主要以工业风险要素为主，西部地区以工业、仓储、环卫要素和快速路要素为主，东北部地区现有污染要素则包括各等级道路交叉口、城市主干道和工业风险要素等(图3)。
表5顾村镇现状健康风险要素清单
图3为实施例3顾村镇现状健康风险要分布图。图4为实施例3顾村镇现状风环境重分类图。图5为实施例3顾村镇现状点状环境要素健康风险影响图。图6为实施例3顾村镇现状线状环境要素健康风险影响图。图7为实施例3顾村镇现状面状环境要素健康风险影响图。图8为实施例3顾村镇现状健康风险叠加评估综合识别结果图。图9为实施例3顾村镇现状健康风险综合识别结果与居住用地叠加分析图。
考虑顾村镇的规模大小，本次评估采用30m*30m的基础栅格作为基础。在风场模拟分析软件中开展现状地区风环境分析并进行重分类和风险影响赋值(图4)。
然后，依据健康风险要素影响缓冲区和赋值(表2)，在Arcgis软件中进行风险影响分析。本次评估为了表达方便，分别将点、线、面要素进行叠合汇总(图5、6、7)。最后，将图4-7风险影响再次叠加，得到综合健康风向影响评估图，并基于自然间断法识别出五类综合健康风险影响区域(高、较高、一般、较低、低)(图8)，能够明确判断哪些地区存在较大的健康风险影响。
最后，通过健康风向叠加评估综合识别结果与居住用地叠合，本次评估能为国土空间规划的编制提供降低健康风险影响的几个方面具体策略：
①促进工业入园，统一污染管理防控。
②重视工业宗地无害化开发(特别是土壤健康的评估)。
③郊野地区宅基地迁并方案中综合考虑健康风险影响结果。
④高风险地区的城镇居住用地建议通过优化地区用地布局、设置污染防护设施和绿化种植、住区内部环境改造和空间梳理促进通风等措施。
⑤智慧交通管理，降低交通拥堵及尾气排放。
本发明聚焦现状国土空间环境和规划编制方案中多类健康风险因子的综合影响，存在以下几类替代方案：
1)替代方案只评估某一种(如发电厂)或一类(如工业污染类)污染的叠加影响，而分析技术、流程与本发明基本一致。
2)替代方案在本发明基础上增加背景环境要素(如土壤、水体)作为潜在健康风险因子，而分析技术、流程与本发明基本一致。
3)替代方案先通过各类别环境风险要素影响分析后，分别开展空间聚类分析识别出高健康风向区域，最后再通过空间叠加分析方法划定综合风险影响最高的区域。
4)运用本发明的技术路线开展其他相关主题研究或评估(如土壤污染、声污染)。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种面向国土空间规划编制的健康风险评估方法，其特征在于，包括：
获取评估方案的空间尺度；
根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元；
获取健康风险基础数据；
根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据；
根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图；
对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图；
所述对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图，具体包括：
采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图；
采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图；
根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议；
所述根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议，具体包括：
根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果；
根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。
2.根据权利要求1所述的面向国土空间规划编制的健康风险评估方法，其特征在于，所述获取健康风险基础数据，具体包括：
获取现状环境数据、规划方案与文本；
根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
3.根据权利要求1所述的面向国土空间规划编制的健康风险评估方法，其特征在于，所述根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果，具体包括：
将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图；
根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
4.一种面向国土空间规划编制的健康风险评估系统，其特征在于，包括：
空间尺度获取模块，用于获取评估方案的空间尺度；
栅格单元确定模块，用于根据所述空间尺度，确定开展健康风险评估的栅格单元；
基础数据获取模块，用于获取健康风险基础数据；
要素数据确定模块，用于根据所述健康风险基础数据，确定风险要素数据和背景要素数据；
健康影响赋值模块，用于根据所述栅格单元对所述风险要素数据和所述背景要素数据分别进行健康影响赋值，得到各类风险要素影响分析图和风场模拟分析图；
空间叠加分析模块，用于对各类所述风险要素影响分析图和所述风场模拟分析图进行空间叠加分析处理，得到健康风险综合分析栅格图；
所述空间叠加分析模块，具体包括：
第一空间叠加分析单元，用于采用相加算法将各类所述风险要素影响分析图进行栅格代数求和，得到风险要素综合分析图；
第二空间叠加分析单元，用于采用相加算法将所述风险要素综合分析图与所述风场模拟分析图进行代数叠加，得到健康风险综合分析栅格图；
规划优化建议确定模块，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定规划优化建议；
所述规划优化建议确定模块，具体包括：
热/冷点空间分布确定单元，用于根据所述健康风险综合分析栅格图，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果；
规划优化建议确定单元，用于根据所述热点空间分布结果和所述冷点空间分布结果，确定规划优化建议。
5.根据权利要求4所述的面向国土空间规划编制的健康风险评估系统，其特征在于，所述基础数据获取模块，具体包括：
数据获取单元，用于获取现状环境数据、规划方案与文本；
基础数据获取单元，用于根据所述现状环境数据、规划方案与文本，得到健康风险基础数据。
6.根据权利要求4所述的面向国土空间规划编制的健康风险评估系统，其特征在于，所述热/冷点空间分布确定单元，具体包括：
矢量转换子单元，用于将所述健康风险综合分析栅格图进行矢量转换，得到健康风险综合分析矢量图；
热点分析子单元，用于根据所述健康风险综合分析矢量图采用热点分析法，确定热点空间分布结果和冷点空间分布结果。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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