CN112348324A - 一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质，该方法中包括以下步骤：S1：划分研究区的脆弱性评价单元和适宜性评价单元；S2：根据适宜性评价目标设定适宜性评价指标和指标对应的权重，根据适宜性评价指标和权重计算每个适宜性评价单元的适宜性评价结果；S3：根据每个脆弱性评价单元的土地利用数据计算每个脆弱性评价单元的人工景观对自然景观的生态侵蚀指数，进而判定每个脆弱性评价单元的脆弱性评价结果；S4：将研究区中脆弱性评价结果与适宜性评价结果进行空间叠加，以识别国土开发与生态保护的冲突空间。本发明完善了当前相关国土空间开发评价体系在生态保护方面重视的不足，满足了生态文明建设对新时代国土空间规划的基本要求。

Description

一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及土地规划领域，尤其涉及一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质。
背景技术
城市可持续发展是我国新型城镇化发展战略的目标，是城市生态文明建设的成果体现。中国目前处在一个快速城市化阶段，城市中资源约束趋紧，环境污染严重，空间开发失控等一系列生态问题频发，国土开发与生态保护的不协调会影响城市的可持续发展。国土空间规划试图通过优化国土空间开发格局，遏制国土空间无序化扩张的趋势，平衡城市发展中国土开发与生态保护关系，最终实现城市可持续化发展。基于优化国土空间开发格局的需求，国内外学者提出了国土空间开发适宜性评价等国土空间开发评价方法，其根本是从宏观尺度评估国土空间的城市化适宜性，是根据国土空间的自然和社会经济属性，判断特定国土空间对城镇建设开发利用方式的适宜程度。目前评估国土空间开发适宜性主要是通过指标选取、权重计算、空间叠加等步骤得到适宜开发的建设用地和限制开发的生态用地两部分，往往从国土开发的适宜性或生态用地的脆弱性的单一视角进行评估，从而制定国土空间规划方案。
上述方法未能充分考虑城市发展过程中不存在纯粹的建设用地和生态用地，城镇建设与生态脆弱是相互胁迫的，忽略了城镇开发用地和生态保护空间在地区尺度上的平衡性和协调性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种冲突空间识别方法、终端设备及存储介质。
具体方案如下：
一种冲突空间识别方法，包括以下步骤：
S1：划分研究区的脆弱性评价单元和适宜性评价单元；
S2：根据适宜性评价目标设定适宜性评价指标和指标对应的权重，根据适宜性评价指标和指标对应的权重计算每个适宜性评价单元的适宜性评价结果；
S3：根据每个脆弱性评价单元的土地利用数据计算每个脆弱性评价单元的人工景观对自然景观的生态侵蚀指数，根据生态侵蚀指数的大小判定每个脆弱性评价单元的脆弱性评价结果；
S4：将研究区中所有脆弱性评价单元的脆弱性评价结果与适宜性评价单元的适宜性评价结果进行空间叠加，将适宜性高且脆弱性高的重合区域作为国土开发与生态保护的冲突空间。
进一步的，脆弱性评价单元为研究区划分的多个大小一致的地理栅格。
进一步的，适宜性评价单元为研究区按照行政辖区管理划分的行政单元。
进一步的，适宜性评价指标包括自然环境因子和社会经济因子两种指标。
进一步的，适宜性评价指标的权重的计算方法为：根据层次分析法，将研究区的各适宜性评价指标进行两两比较，构建判断矩阵，进而求得各评价指标的权重。
进一步的，人工景观对自然景观的生态侵蚀指数EEI的计算公式为：
Figure BDA0002740083210000031
Vi＝(Li+Ui)/2
其中，A表示人工景观面积占全部景观面积的比例；n表示自然景观类型的数量；Vi表示第i类自然景观受人工景观的胁迫指数；Li表示第i类自然景观与人工景观的空间邻接长度占第i类自然景观的边缘总长的百分数；Ui表示第i类自然景观与人工景观类型的空间邻接斑块数目占第i类自然景观的斑块总数的百分数。
一种冲突空间识别终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，完善了当前相关国土空间开发评价体系在生态保护方面重视的不足，满足了生态文明建设对新时代国土空间规划的基本要求。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
图2所示为该实施例中冲突空间的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明实施例提供了一种冲突空间识别方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1：划分研究区的脆弱性评价单元和适宜性评价单元。
脆弱性评价单元为研究区划分的多个大小一致的地理栅格，将每个地理栅格作为一个用于生态脆弱性评价的脆弱性评价单元。地理栅格的大小根据研究区的大小进行设定。该实施例中研究区为长三角城市群，考虑到长三角城市群的空间跨度，按照研究区的大小范围构建5KM×5KM大小的方形格网，每个方形格网作为生态脆弱性评价的一个评价单元。
适宜性评价单元为研究区按照行政辖区管理划分的行政单元，该实施例中将行政单元细分到乡镇级别。
S2：根据适宜性评价目标设定适宜性评价指标和指标对应的权重，根据适宜性评价指标和指标对应的权重计算每个适宜性评价单元的适宜性评价结果。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21：根据适宜性评价目标设定适宜性评价指标，利用空间分析工具计算每个适宜性评价指标在各适宜性评价单元中的评分。
国土空间开发对土地的要求主要是地形和地质条件，同时也受到经济、交通、区位、生态、政策等多方面的影响。该实施例中根据研究区的生态现状和经济发展状况，选择自然环境因子和社会经济因子两种指标。其中，自然环境因子包括坡度、高程、地形起伏度、到水体距离、土地利用现状五个指标；社会经济因子包括交通优势度、经济优势度、基础设施完善、建成区距离四个指标。在其他实施例中可以设定其他指标。
S22：计算各适宜性评价指标的权重。
该实施例中根据层次分析法，将研究区的各适宜性评价指标进行两两比较，构建判断矩阵，进而求得各评价指标的权重，如表1所示，其中，适宜性对准则层的一致性检验结果均为0，自然环境因子对相应指标的一致性检验结果为0.094393，社会经济因子对相应指标的一致性检验结果为0.043817，三个层级上的一致性结果均小于0.1，具有满意的一致性。
表1
Figure BDA0002740083210000051
S23：根据各适宜性评价单元中每个适宜性评价指标的评分和适宜性评价指标的权重，计算各适宜性评价单元的总评分，将总评分由小到大划分为三个等级，分别对应不适宜区、一般适宜区和适宜区，将不同的等级作为适宜性评价单元的适宜性评价结果。
该实施例中将每个适宜性评价指标的评分按照从低到高划分为五个等级，并为五个等级分别赋值为1、2、3、4、5，结合每个评价指标的权重，计算每个适宜性评价单元内所有评价指标的总评分。如表2所示为单个适宜性评价指标的评分。
表2
Figure BDA0002740083210000061
利用ArcGIS将所有适宜性评价指标的评分进行空间叠加，叠加后的图层取值范围在[1,5]之间，将叠加后的结果重新分为三类，[1,2]为不适宜区，[3]为一般适宜区，[4,5]为适宜区。该实施例中的最终结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002740083210000062
Figure BDA0002740083210000071
S3：根据每个脆弱性评价单元的土地利用数据计算每个脆弱性评价单元的人工景观对自然景观的生态侵蚀指数，根据生态侵蚀指数的大小判定每个脆弱性评价单元的脆弱性评价结果。
该实施例中脆弱性评价通过人工景观对自然景观的生态侵蚀度表征，侵蚀度高则脆弱性高，侵蚀度低则脆弱性低。
根据国家标准《土地利用现状分类》(GB/T 21010-2017)，将研究区土地利用现状分为耕地、林地、草地、水域、湿地、建设用地6大类，该实施例中将建设用地作为生态侵蚀过程中的人工景观，耕地、林地、草地、水域和湿地作为自然景观。
人工景观对自然景观的生态侵蚀指数EEI的计算公式为：
Figure BDA0002740083210000072
其中，指数EEI越大，生态侵蚀度越高；A表示人工景观面积占全部景观面积的比例；n表示自然景观类型的数量；Vi表示第i类自然景观受人工景观的胁迫指数。EEI值越大，自然景观受到人工景观的胁迫越高，其最大值趋近于2，当A达到1的情况除外，此时全部景观均为人工景观。当A不为1时，EEI越大，则人工景观可侵蚀扩张的空间越小，其区域自然景观可自发演变更新的空间也越小。
自然景观受人工景观的胁迫指数的计算公式为：
Vi＝(Li+Ui)/2
其中，Li表示第i类自然景观与人工景观的空间邻接长度占第i类自然景观的边缘总长的百分数；Ui表示第i类自然景观与人工景观类型的空间邻接斑块数目占第i类自然景观的斑块总数的百分数。
将生态侵蚀指数按照由小到大划分为五级，对应不同的脆弱性评价结果。该实施例中的结果如表4所示。
表4
侵蚀度等级 面积(km<sup>2</sup>) 比例(％)
侵蚀度低 10.6 0.4
侵蚀度较低 388.8 16.2
侵蚀度中等 1032.8 43
侵蚀度较高 487.8 20.3
侵蚀度高 480.7 20.1
合计 2400.7 100
S4：将研究区中所有脆弱性评价单元的脆弱性评价结果与适宜性评价单元的适宜性评价结果进行空间叠加，将适宜性高且脆弱性高的重合区域作为国土开发与生态保护的冲突空间。
该实施例中冲突空间图示如图2所示，重合面积与冲突度如表5所示。
表5
Figure BDA0002740083210000081
通过适宜性评价结果与各类生态系统脆弱性评价结果叠加分析，可以识别各类生态系统的胁迫指数Vi高值区在适宜性分区中的面积及占比，即国土开发与各类生态系统保护的冲突空间，结果如表6所示。
表6
Figure BDA0002740083210000091
通过叠加适宜性与各类生态系统脆弱性的空间分布，得到二者的冲突空间，可以更明确指出哪一类自然要素在开发过程中受国土开发的侵蚀程度更强烈。
本发明实施例一识别的冲突空间能够根据规划目标针对性的制定规划方案，分类开展城镇建设与生态保护用地划分以协调开发与保护二者平衡，实现城市国土开发与生态保护空间协调性定量研究。通过本发明实施例一表明，识别并协调国土开发与生态保护冲突空间的可持续性评估方法能够完善国土空间规划等相关规划对生态保护重视的不足，从而能更科学更明确的提出规划方案。
实施例二：
本发明还提供一种冲突空间识别终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述冲突空间识别终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述冲突空间识别终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述冲突空间识别终端设备的组成结构仅仅是冲突空间识别终端设备的示例，并不构成对冲突空间识别终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述冲突空间识别终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述冲突空间识别终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个冲突空间识别终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述冲突空间识别终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述冲突空间识别终端设备集成的模块/单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冲突空间识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：划分研究区的脆弱性评价单元和适宜性评价单元；
S2：根据适宜性评价目标设定适宜性评价指标和指标对应的权重，根据适宜性评价指标和指标对应的权重计算每个适宜性评价单元的适宜性评价结果；
S3：根据每个脆弱性评价单元的土地利用数据计算每个脆弱性评价单元的人工景观对自然景观的生态侵蚀指数，根据生态侵蚀指数的大小判定每个脆弱性评价单元的脆弱性评价结果；
S4：将研究区中所有脆弱性评价单元的脆弱性评价结果与适宜性评价单元的适宜性评价结果进行空间叠加，将适宜性高且脆弱性高的重合区域作为国土开发与生态保护的冲突空间。
2.根据权利要求1所述的冲突空间识别方法，其特征在于：脆弱性评价单元为研究区划分的多个大小一致的地理栅格。
3.根据权利要求1所述的冲突空间识别方法，其特征在于：适宜性评价单元为研究区按照行政辖区管理划分的行政单元。
4.根据权利要求1所述的冲突空间识别方法，其特征在于：适宜性评价指标包括自然环境因子和社会经济因子两种指标。
5.根据权利要求1所述的冲突空间识别方法，其特征在于：适宜性评价指标的权重的计算方法为：根据层次分析法，将研究区的各适宜性评价指标进行两两比较，构建判断矩阵，进而求得各评价指标的权重。
6.根据权利要求3所述的冲突空间识别方法，其特征在于：人工景观对自然景观的生态侵蚀指数EEI的计算公式为：
Figure FDA0002740083200000021
Vi＝(Li+Ui)/2
其中，A表示人工景观面积占全部景观面积的比例；n表示自然景观类型的数量；Vi表示第i类自然景观受人工景观的胁迫指数；Li表示第i类自然景观与人工景观的空间邻接长度占第i类自然景观的边缘总长的百分数；Ui表示第i类自然景观与人工景观类型的空间邻接斑块数目占第i类自然景观的斑块总数的百分数。
7.一种冲突空间识别终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
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