CN112508271A - 一种基于gis的国土空间规划优化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS的国土空间规划优化方法及系统，所述国土空间规划优化方法的具体步骤如下：S1：从GIS系统中选取待优化的生态功能旅游区域；S2：根据待优化的生态功能旅游区域实景图获取其基础数据；本发明该国土资源优化方法，从土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力进行基础评价，与专项评价结合形成双重符合评价对生态功能旅游区域进行以生态环境为侧重点的土地优化，并形成超载类型划分方案和预警等级划分方案两套不同预警方法，从而从资源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为生态功能旅游区域政策的制定提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种国土规划方法，特别涉及一种基于GIS的国土空间规划优化方法及系统，属于国土规划技术领域。
背景技术
随着我国经济持续较快增长，工业化城镇化加快推进，国土空间发生了巨大变化。这种变化有力地支撑了经济发展和社会进步，但也存在一些必须高度重视的问题，如耕地减少过多过快、资源开发强度过大、环境问题凸显、生态系统功能退化等，因此，必须统筹谋划未来国土空间开发的战略格局，形成科学的国土空间开发导向。
按开发方式，将国土空间划分为优化开发区域、重点开发区域、限制开发区域和禁止开发区域，优化开发区域是经济比较发达、人口比较密集、开发强度较高、资源环境问题更加突出，从而应该优化进行工业化城镇化开发的城市化地区。重点开发区域是有一定基础、资源环境承载能力较强、发展潜力较大、集聚人口和经济的条件较好，从而应该重点进行工业化城镇化开发的城市化地区。限制开发区域分农产品主产区和重点生态功能区。禁止开发区域是依法设立的各级各类自然文化资源保护区域，以及其他禁止进行工业化城镇化开发、需要特殊保护的重点生态功能区。
地理信息系统有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，在对生态功能旅游区域进行开发时，不能仅仅通过国土开发适宜性和人口质量进行评估，必须重点对其生态环境进行评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于GIS的国土空间规划优化方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于GIS的国土空间规划优化方法，所述国土空间规划优化方法的具体步骤如下：
S1：从GIS系统中选取待优化的生态功能旅游区域；
S2：根据选定的生态功能旅游区域，从GIS中调取其空间分布的实景图，并根据待优化的生态功能旅游区域实景图获取其基础数据；
S3：向国土空间规划优化系统中导入基础数据，通过国土空间规划优化系统对选定的生态功能旅游区域进行评价，并得到生态功能旅游区域的评价数据，根据评价数据调整预设规划数据。
S4：在GIS中输入预设规划数据，GIS进行判断分析，并得到生态功能旅游区域优化后的规划分析图。
作为本发明的一种优选技术方案，从GIS中获取生态功能旅游区域基础数据为地理数据，其主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据，其中，
空间位置数据：空间位置数据描述生态功能旅游区域所在的位置，这种位置既包括地理要素的绝对位置（如大地经纬度坐标），也包括地理要素间的相对位置关系（如空间上的相邻、包含等）；
属性特征数据：属性特征数据又称非空间数据，其描述生态功能旅游区域特征的定性或定量指标；
时域特征数据：时域特征数据记录生态功能旅游区域地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，时域特征数据对环境模拟分析提供支撑。
作为本发明的一种优选技术方案，对生态功能旅游区域进行评价，具体评价方法如下：
第一步骤：开展基础评价和专项评价，其中，
基础评价：通过土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力来进行测定；
专项评价：对优先开发、重点开发区域、农产品产区、重点植被监护区、动物生存区和生态功能区选取有针对性的要素指标开展评价；
第二步骤：确定超载类型，
在基础评价和专项评价的基础上，遴选集成指标作为资源环境超载类型划分的基本依据，采用短板效应确定超载、临界超载和不超载三种类型，效验超载类型，最终形成超载类型划分方案；
第三步骤：确定预警等级，
针对超载类型划分结果，分别开展过程评价，根据资源环境耗损的加剧与趋缓态势，进一步划分红色预警、橙色预警、黄色预警、蓝色预警和绿色预警5级预警，复合过程评价结果，效验预警等级，最终形成预警等级划分方案；
第四步骤：进行超载成因分析和政策预研，
综合基础评价、专项评价及过程评价的不同要素状况，针对不同地域的特点，解析不同预警等级区域资源环境超载原因，从資源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为超载区域限制性政策的制定提供依据。
作为本发明的一种优选技术方案，所述旅游环境生态承载力的N的评估模型如下：
N＝(EFS一EF1)/ef2
其中，ef2为旅游生态足迹，EF1为旅游地本底生态足迹，EFS为旅游地环境的生态足迹供给。
作为本发明的一种优选技术方案，所述EFS的计算公式为：
EFs=∑6 i=1(Rjmi)+∑n j=1[(Ij-Ej)Rj/Pj]
式中,EFs为旅游地的生态足迹供给，mi为各类生物生产性土地的面积，其数据可通过对旅游区内的环境资源调查而获得，Ij为第j种消费项目的年进口量,其数据可从地区贸易记录中获得，Ej为第j种消费项目的年出口量,Pj为j类消费商品的世界平均生产能力,Rj为生产消费项目j的生物生产性土地的均衡因子。
作为本发明的一种优选技术方案，所述EF1的计算公式如下：
EF1=N1ef1=N1∑n i=1（CiRi/Pi）
式中,EF1为“旅游地本底生态足迹”，N1为旅游地常住人口数，ef1为旅游地常住人口的平均生态足迹，i为消费商品的类型，Pi为i种消费商品的世界平均生产能力，Ci为i种商品的人均消费量，Ri为生产均衡因子。
一种基于GIS的国土空间规划优化系统，所述国土空间规划优化系统应用于权利要去1-6所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，所述国土空间规划优化系统由评价模块、数据写入模块和数据输出模块组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种基于GIS的国土空间规划优化方法及系统，该国土资源优化方法，从土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力进行基础评价，与专项评价结合形成双重符合评价对生态功能旅游区域进行以生态环境为侧重点的土地优化，并形成超载类型划分方案和预警等级划分方案两套不同预警方法，从而从资源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为生态功能旅游区域政策的制定提供依据。
具体实施方式
下面将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。
本发明提供了一种基于GIS的国土空间规划优化方法及系统的技术方案：一种基于GIS的国土空间规划优化方法，国土空间规划优化方法的具体步骤如下：
S1：从GIS系统中选取待优化的生态功能旅游区域；
S2：根据选定的生态功能旅游区域，从GIS中调取其空间分布的实景图，并根据待优化的生态功能旅游区域实景图获取其基础数据；
S3：向国土空间规划优化系统中导入基础数据，通过国土空间规划优化系统对选定的生态功能旅游区域进行评价，并得到生态功能旅游区域的评价数据，根据评价数据调整预设规划数据。
S4：在GIS中输入预设规划数据，GIS进行判断分析，并得到生态功能旅游区域优化后的规划分析图。
步骤S2中，从GIS中获取生态功能旅游区域基础数据为地理数据，其主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据，其中，
空间位置数据：空间位置数据描述生态功能旅游区域所在的位置，这种位置既包括地理要素的绝对位置（如大地经纬度坐标），也包括地理要素间的相对位置关系（如空间上的相邻、包含等）；
属性特征数据：属性特征数据又称非空间数据，其描述生态功能旅游区域特征的定性或定量指标；
时域特征数据：时域特征数据记录生态功能旅游区域地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，时域特征数据对环境模拟分析提供支撑。
步骤S3中，对生态功能旅游区域进行评价，具体评价方法如下：
第一步骤：开展基础评价和专项评价，其中，
基础评价：通过土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力来进行测定；
专项评价：对优先开发、重点开发区域、农产品产区、重点植被监护区、动物生存区和生态功能区选取有针对性的要素指标开展评价；
第二步骤：确定超载类型，
在基础评价和专项评价的基础上，遴选集成指标作为资源环境超载类型划分的基本依据，采用短板效应确定超载、临界超载和不超载三种类型，效验超载类型，最终形成超载类型划分方案；
第三步骤：确定预警等级，
针对超载类型划分结果，分别开展过程评价，根据资源环境耗损的加剧与趋缓态势，进一步划分红色预警、橙色预警、黄色预警、蓝色预警和绿色预警5级预警，复合过程评价结果，效验预警等级，最终形成预警等级划分方案；
第四步骤：进行超载成因分析和政策预研，
综合基础评价、专项评价及过程评价的不同要素状况，针对不同地域的特点，解析不同预警等级区域资源环境超载原因，从資源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为超载区域限制性政策的制定提供依据。
旅游环境生态承载力的N的评估模型如下：
N＝(EFS一EF1)/ef2
其中，ef2为旅游生态足迹，EF1为旅游地本底生态足迹，EFS为旅游地环境的生态足迹供给。
EFS的计算公式为：
EFs=∑6 i=1(Rjmi)+∑n j=1[(Ij-Ej)Rj/Pj]
式中,EFs为旅游地的生态足迹供给，mi为各类生物生产性土地的面积，其数据可通过对旅游区内的环境资源调查而获得，Ij为第j种消费项目的年进口量,其数据可从地区贸易记录中获得，Ej为第j种消费项目的年出口量,Pj为j类消费商品的世界平均生产能力,Rj为生产消费项目j的生物生产性土地的均衡因子。
EF1的计算公式如下：
EF1=N1ef1=N1∑n i=1（CiRi/Pi）
式中,EF1为“旅游地本底生态足迹”，N1为旅游地常住人口数，ef1为旅游地常住人口的平均生态足迹，i为消费商品的类型，Pi为i种消费商品的世界平均生产能力，Ci为i种商品的人均消费量，Ri为生产均衡因子。
一种基于GIS的国土空间规划优化系统，国土空间规划优化系统应用于权利要去1-6所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，国土空间规划优化系统由评价模块、数据写入模块和数据输出模块组成。
S4中，在GIS中输入预设规划数据，GIS进行判断分析，并得到生态功能旅游区域优化后的规划分析图。
具体的，GIS根据输入的数据进行网络建模，比如：
如果所有在生态功能旅游区域附近的工厂同时向河中排放化学物质，那么排入生态功能旅游区域的污染物的数量要多久就能达到破坏环境的数量GIS能模拟出污染物沿线性网络(河流)的扩散的路径，诸如坡度、速度限值、管道直径之类的数值可以纳入这个模型使得模拟得更精确。
同时GIS能够描述地表、地下和大气的二维三维特征，
例如，GIS能够将反映降雨量的雨量线迅速制图，这样的图称为雨量线图。通过有限数量的点的量测可以估计出整个地表的特征，一张二维雨量线图可以和GIS中相同区域的其它图层进行叠加分析。
该国土资源优化方法，从土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力进行基础评价，与专项评价结合形成双重符合评价对生态功能旅游区域进行以生态环境为侧重点的土地优化，并形成超载类型划分方案和预警等级划分方案两套不同预警方法，从而从资源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为生态功能旅游区域政策的制定提供依据。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于，所述国土空间规划优化方法的具体步骤如下：
S1：从GIS系统中选取待优化的生态功能旅游区域；
S2：根据选定的生态功能旅游区域，从GIS中调取其空间分布的实景图，并根据待优化的生态功能旅游区域实景图获取其基础数据；
S3：向国土空间规划优化系统中导入基础数据，通过国土空间规划优化系统对选定的生态功能旅游区域进行评价，并得到生态功能旅游区域的评价数据，根据评价数据调整预设规划数据。
S4：在GIS中输入预设规划数据，GIS进行判断分析，并得到生态功能旅游区域优化后的规划分析图。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于：步骤S2中，从GIS中获取生态功能旅游区域基础数据为地理数据，其主要包括空间位置数据、属性特征数据及时域特征数据，其中，
空间位置数据：空间位置数据描述生态功能旅游区域所在的位置，这种位置既包括地理要素的绝对位置(如大地经纬度坐标)，也包括地理要素间的相对位置关系(如空间上的相邻、包含等)；
属性特征数据：属性特征数据又称非空间数据，其描述生态功能旅游区域特征的定性或定量指标；
时域特征数据：时域特征数据记录生态功能旅游区域地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段，时域特征数据对环境模拟分析提供支撑。
3.根据权利要求1所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于：步骤S3中，对生态功能旅游区域进行评价，具体评价方法如下：
第一步骤：开展基础评价和专项评价，其中，
基础评价：通过土地资源压力指数、水资源开发利用量、污染物浓度超标指数、生态系统健康度和旅游环境生态承载力来进行测定；
专项评价：对优先开发、重点开发区域、农产品产区、重点植被监护区、动物生存区和生态功能区选取有针对性的要素指标开展评价；
第二步骤：确定超载类型，
在基础评价和专项评价的基础上，遴选集成指标作为资源环境超载类型划分的基本依据，采用短板效应确定超载、临界超载和不超载三种类型，效验超载类型，最终形成超载类型划分方案；
第三步骤：确定预警等级，
针对超载类型划分结果，分别开展过程评价，根据资源环境耗损的加剧与趋缓态势，进一步划分红色预警、橙色预警、黄色预警、蓝色预警和绿色预警5级预警，复合过程评价结果，效验预警等级，最终形成预警等级划分方案；
第四步骤：进行超载成因分析和政策预研，
综合基础评价、专项评价及过程评价的不同要素状况，针对不同地域的特点，解析不同预警等级区域资源环境超载原因，从資源环境整治、功能区建设和监测预警长效机制构建三方面进行政策预研，为超载区域限制性政策的制定提供依据。
4.根据权利要求3所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于：所述旅游环境生态承载力的N的评估模型如下：
N＝(EFS一EF1)/ef2
其中，ef2为旅游生态足迹，EF1为旅游地本底生态足迹，EFS为旅游地环境的生态足迹供给。
5.根据权利要求4所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于：所述EFS的计算公式为：
EFs＝∑6 i＝1(Rjmi)+∑n j＝1[(Ij-Ej)Rj/Pj]
式中,EFs为旅游地的生态足迹供给，mi为各类生物生产性土地的面积，其数据可通过对旅游区内的环境资源调查而获得，Ij为第j种消费项目的年进口量,其数据可从地区贸易记录中获得，Ej为第j种消费项目的年出口量,Pj为j类消费商品的世界平均生产能力,Rj为生产消费项目j的生物生产性土地的均衡因子。
6.根据权利要求4所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，其特征在于：所述EF1的计算公式如下：
EF1＝N1ef1＝N1∑n i＝1(CiRi/Pi)
式中,EF1为“旅游地本底生态足迹”，N1为旅游地常住人口数，ef1为旅游地常住人口的平均生态足迹，i为消费商品的类型，Pi为i种消费商品的世界平均生产能力，Ci为i种商品的人均消费量，Ri为生产均衡因子。
7.一种基于GIS的国土空间规划优化系统，其特征在于：所述国土空间规划优化系统应用于权利要去1-6所述的一种基于GIS的国土空间规划优化方法，所述国土空间规划优化系统由评价模块、数据写入模块和数据输出模块组成。
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