CN115062916A - 基于gis的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，包括：S1、分区基础：确定分区范围的管控边界，根据自然资源要素，确定规划区域内已有的重点生态要素并明确底图底数，借助GIS软件开展空间叠加，明确各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征；S2、分区内容：根据各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征，确定生态修复规划的初步分区范围；S3、分区实施：根据初步分区得到的图斑特征、重要生态保护单位、行政区划边界以及小流域单元，进一步细分生态修复规划的初步分区范围，最后对分区形成的细碎图斑进行调整优化。本发明基于各类自然资源要素的特点进行分区，以主导要素来规划分区，减小分区结果与实际情况的误差。

Description

基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法

技术领域

本发明涉及国土空间规划技术领域，具体涉及一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法。

背景技术

生态修复规划分区是国土空间生态修复规划中重要一环，是实施精准管控和差异化建设的前提，其关键是弄清楚地域分异的规律、主导生态功能和主要生态问题，明确生态修复重点区域，促进国土空间生态品质和功能提升。

专利CN110322125A提供了一种城市生态规划分区方法及系统，根据目标区域的植物类型进行模型评估，根据评估得分进行生态分区。专利CN111582572A提供了一种山水林田湖草生态保护修复规划分区方法，基于生态功能区划理论和方法，结合生态保护修复与环境治理的实际需要，利用县级行政区划边界、小流域边界等数据信息辅助分区，通过生态服务功能重要性和生态敏感性评价、各分区生态保护重要区和资源环境问题分布区域的面积关系，定量化明确生态修复分区和保护修复的初步方向。专利CN113887824A提供了一种国土空间规划区域生态系统修复需求的快速划分方法，根据自然地理背景，确定生态修复目标，并界定各个生态子系统的边界，根据分析诊断得出的生态系统修复问题进行划分，最后根据生态恢复区各级利益相关者的意见和问题反馈，对区划进行调整。

现有的专利文献，由于研究区域尺度的不同，较多是基于主体功能分区、重点生态功能区、等较为宏观的尺度进行分区，分区划分标准多样，存在的生态问题复杂，在分区评价、方法及分类标准中，还没有形成完备的针对规划范围重点区域识别的方法，且没有具体的划分步骤，使得目前生态修复分区程序复杂并且分区效果不好，导致无法聚焦重点区域和突出的生态问题提出修复策略。

基于上述情况，本发明提出了一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有的技术存在的技术问题，提供一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，针对各类自然资源要素定量化分区，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案实现：

一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，包括如下步骤：

S1、分区基础：确定分区范围的管控边界，根据自然资源要素，确定规划区域内已有的重点生态要素并明确底图底数，借助GIS软件开展空间叠加，明确各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征；

S2、分区内容：根据各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征，确定生态修复规划的初步分区范围；

S3、分区实施：根据初步分区得到的图斑特征、重要生态保护单位、行政区划边界以及小流域单元，进一步细分生态修复规划的初步分区范围，最后对分区形成的细碎图斑进行调整优化。

优选的是，所述步骤S1中，管控边界包括：行政区划边界、小流域单元、饮用水水源保护区、蓄滞洪区、滩洲民垸、文物保护单位、生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界。

优选的是，所述步骤S2中，初步分区区域包括：山林生态保育区、水环境与水生生态修复重点区、矿山生态修复治理区、地质环境治理区、土壤治理区、耕地提质改造区、村庄整治区、城镇人居环境治理区。

进一步优选的是，各初步分区区域的确定方法如下：

根据DEM和坡度影像，将高程大于150米、坡度大于10度的范围确定为山体本底范围线，将该区域划分为山林生态保育区；

根据三调中河流、湖泊、水库、沟渠以及河湖确权划界的矢量边界，并在水体范围外划定缓冲区域：将水体和缓冲区域划分为水环境与水生生态修复重点区，若有重要的河流单元，可进行独立的分区；

根据矿产资源现状，梳理采矿权范围、探矿权范围、矿山、矿区以及三调中的采矿用地，再根据矿产资源台账厘清关闭矿山或矿区；根据矿产资源规划整理规划的采矿权范围、探矿权范围、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区，借助GIS软件，将已经关闭的矿山或矿区、计划关闭矿山或矿区、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区，结合行政区划边界进行调整，划分为矿山生态修复治理区；

根据地质灾害风险普查中的地质灾害易发性分区，将中易发区和易发区作为地质环境治理区；

根据水土保持规划、耕地质量调查，区分强烈及以上强度的水土流失区域和轻度及以上污染耕地区域，将该区域划分为土壤治理区；

根据三调提取耕地范围，计算耕地的破碎度、耕地分等质量、旱地所占比例，得到耕地提质改造潜力，并将该区域划分为耕地提质改造区；

根据基于人均建设用地标准的理想潜力预测、基于道路缓冲的合理潜力预测、基于增减挂钩项目的现实潜力测算三种方法，叠加计算平均值得到最终整理潜力结果，得到村庄整治的潜力区，将潜力高的区域划分为村庄整治区；

将国土空间规划中的城镇开发边界，划分为城镇人居环境治理区。

更进一步优选的是，水环境与水生生态修复重点区的确定过程中：城镇范围内的水体缓冲不少于50米，城镇范围外长江缓冲不少于200米，一、二级支流缓冲不少于100米，三、四级支流缓冲不少于50米，湖泊和大中型水库缓冲不少于500米，小型水库缓冲不少于100米，重要连通渠不少于20米。

优选的是，所述步骤S3中，借助GIS软件开展空间叠加，依据行政区划边界、小流域单元，将获得的生态修复规划初步分区范围，细分到某个小流域单元或行政区划内；并根据分区得到的图斑情况，将面积过小的图斑合并到周边范围较大的图斑内，从而确定生态修复规划分区范围。

进一步优选的是，借助GIS软件开展规划分区的空间叠加，将初步得到的分区，利用重要的生态保护单位的边界进行调整，以保证生态保护要素的完整性。

更进一步优选的是，利用小流域单元、行政区划边界对分区调整，保证生态修复工程的可实施性，增强协同性。

再进一步优选的是，对分区形成的细碎图斑，按照就近整合的原则，合并处理空间分析处理过程中产生的细碎图斑，获得生态修复规划分区，增强分区的合理性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明基于各类自然资源要素的特点进行分区，以主导要素来规划分区，减小分区结果与实际情况的误差；

2、本发明利用重要的生态环境单位如生态保护红线、自然保护地，行政区划边界、小流域单元对规划分区进行适当的调整，保证了规划实施的完整性、协调性和合理性。

附图说明

图1为本发明实施例的生态修复规划分区方法的流程图。

图2为本发明实施例示出的生态修复规划重点生态修复区分布图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并因此而限制本发明的保护范围。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

如图1所示，一种基于GIS的国土空间规划生态修复规划快速分区方法，包括以下步骤：

S1、分区基础：确定分区范围的管控边界，根据自然资源要素(山水林田湖草矿等)，确定规划区域内已有的重点生态要素并明确底图底数，借助GIS软件开展空间叠加，明确各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征；

S2、分区内容：根据各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征，确定生态修复规划的初步分区范围；

S3、分区实施：根据初步分区得到的图斑特征、重要生态保护单位、行政区划边界以及小流域单元，进一步细分生态修复规划的初步分区范围(需明确分区范围、主导功能、突出问题和保护修复方向)，最后对分区形成的细碎图斑进行调整优化。

根据上述方案，进一步，所述管控边界，包括：行政区划边界、小流域单元、饮用水水源保护区、文物保护单位、生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界要素。以蕲春县为例，获取蕲春县各类管控要素边界，在ArcGIS软件中进行预处理，得到管控边界。

根据上述方案，进一步，所述确定各类自然资源要素的生态修复规划分区范围的方法，步骤S2具体包括以下步骤：

S21：根据DEM(数字高程模型)和坡度影像，将高程大于150米、坡度大于10度的范围确定为山体本底范围线，将该区域划分为山林生态保育区。蕲春县按照上述方法识别山体本底线总面积811.72平方公里，主要位于北部大别山地区。

S22：根据三调中河流、湖泊、水库、沟渠以及河湖确权划界的矢量边界，并在水体范围外划定缓冲区域：城镇范围内的水体缓冲不少于50米，城镇范围外长江缓冲不少于200米，一、二级支流缓冲不少于100米，三、四级支流缓冲不少于50米，湖泊和大中型水库缓冲不少于500米，小型水库缓冲不少于100米，重要连通渠不少于20米，将水体和缓冲区域划分为水体生态治理区。蕲春县紧邻长江，长江是我国第一长河，地位特殊，是我国重要的生态保护屏障，并且在《湖北省国土空间生态修复》中是重要的生态廊道，因此将其划分为独立分区，面积为86.27平方公里；按照上述步骤进行水体范围的缓冲，得到水环境和水生生态修复重点区376.71平方公里。

S23：根据蕲春县矿产资源现状，梳理采矿权范围、探矿权范围、矿山、矿区以及三调中的采矿用地，再根据矿产资源台账厘清关闭矿山或矿区；根据矿产资源规划整理规划的采矿权范围、探矿权范围、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区，借助GIS软件，将已经关闭的矿山或矿区、计划关闭矿山或矿区、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区划分为矿山生态修复治理区；按照上述步骤，结合行政村单元划分治理区，得到重点治理区41处，面积为177.12平方公里，一般治理区21处，面积为103.04平方公里。

S24：根据蕲春县地质灾害风险普查中划分的地质灾害易发性分区，将高易发区作为地质环境治理区，共4个单元，面积为353.57平方公里。

S25：根据蕲春县编制的水土保持规划、耕地质量调查，区分强烈及以上强度的水土流失区域和轻度及以上污染耕地区域，将该区域划分为土壤治理区，共18个单元，面积为199.27平方公里。

S26：根据蕲春县三调提取耕地范围，结合行政村的单元，计算耕地的破碎度、耕地分等质量、旱地所占比例，得到耕地提质改造潜力，并将该区域划分为耕地提质改造区；

根据上述方案，进一步，对蕲春县544个行政村的耕地情况进行分析。利用ArcGIS采用景观形态学方式计算耕地破碎度，蕲春县平均破碎化指数为0.2674，蕲南地区破碎度较高。利用蕲春县2018年耕地分等定级数据中的国家利用等，评价各行政村的耕地质量等别，整体耕地质量较高，以4、5等为主，耕地质量的空间差异较小。再根据蕲春县三调数据，计算各行政村旱地所占比例，蕲春县旱地整体比例不高，空间上呈现西南高东北低的分布情况。最后，将各行政村耕地破碎度、耕地分等质量、旱地比例三个指标叠加得到耕地提质改造的潜力，其中耕地重点提质改造区主要分布在蕲南的横车镇、株林镇、蕲州镇、彭思镇等，利用自然断点法将其分为5个等级，将潜力最高的等级划分为耕地提质改造区。

S27：根据基于人均建设用地标准的理想潜力预测、基于道路缓冲的合理潜力预测、基于增减挂钩项目的现实潜力测算等三种方法，叠加计算平均值得到最终整理潜力结果，得到村庄整治的潜力区，将潜力高的区域划分为村庄整治区；

根据上述方案，进一步，理想潜力测算是基于人均农村宅基地面积的国家标准，利用蕲春县农村人口数据，计算出在符合国家面积标准下的理论农村建设用地总面积，其与现状存在的农村建设用地面积之差再扣除现状农村建设用地中已立项增减挂钩的面积即为农村居民点整治的理想潜力。具体计算公式为I＝S-(P×150)-Z，式中，I为农村居民点理论潜力，S为现状农村建设用地总面积，P为农村人口，Z为增减挂钩立项面积，150平方米即国家标准人均建设用地。经计算，蕲春县符合面积标准下的理论农村建设用地总面积为115.96平方公里，已立项增减挂钩的面积为2.58平方公里，现状农村建设用地总面积为126.01平方公里，因此根据计算公式，蕲春县农村居民点整治的理想潜力为7.47平方公里。

根据上述方案，进一步，农村居民点的合理潜力是根据农村居民点与主干道之间的距离来测算整治潜力。交通主干道的是农村地区的经济动脉，大部分居民点均沿交通线展开，距离交通主干道的远近与否直接关系到农村居民点的发展前景。通过提取蕲春县三调成果数据中的公路用地，建立适当距离的公路缓冲区，并与现状农村建设用地进行擦除分析，再扣除已立项增减挂钩的面积，即为农村居民点整治的合理潜力。经计算，以现状公路用地建立1200米的公路缓冲区作为予以保留区域，分布在缓冲区以外且未立项增减挂钩的农村建设用地作为整理潜力，测算得出，蕲春县农村居民点整治的合理潜力为6.20平方公里。

根据上述方案，进一步，农村居民点的现实潜力是根据较大型农村居民点的与周围零散居民点的联系程度，计算出可实施的农村居民点整治的现实潜力。对使用ArcGIS软件中的聚合面工具对农村居民点融合后拆分，提取其中面积大于2000平方米的斑块缓冲100米进行分析，擦除落在缓冲区中的和城镇开发边界内的农村居民点，剩下的农村居民点即为农村居民点整治的现实潜力，共4.79平方公里。

S28：将国土空间规划中的城镇开发边界，划分为城镇人居环境治理区；

根据上述方案，进一步，根据初步分区得到的图斑特征、行政区划边界以及小流域单元，进一步明确分区范围、主导功能、突出问题和保护修复方向，增强分区实施性，形成生态修复规划分区方案。在分区过程中发现，矿山生态修复治理区、地质环境治理区、土壤治理区三个分区的重合部分较多，因此在实施例中将三个区整合划分为水土保持重点治理区。村庄整治区主要为现状的农村宅基地，面积较小，因此将村庄整治区和耕地提质改造区整合，划分为乡村整治重点区。最终分区情况如下表所示：

表1蕲春县生态修复规划分区表

应当理解的是，上述只是本发明的交价实施例，并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、分区基础：确定分区范围的管控边界，根据自然资源要素，确定规划区域内已有的重点生态要素并明确底图底数，借助GIS软件开展空间叠加，明确各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征；

S2、分区内容：根据各类自然资源要素存在的生态修复问题及特征，确定生态修复规划的初步分区范围；

S3、分区实施：根据初步分区得到的图斑特征、重要生态保护单位、行政区划边界以及小流域单元，进一步细分生态修复规划的初步分区范围，最后对分区形成的细碎图斑进行调整优化。

2.根据权利要求1所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，所述步骤S1中，管控边界包括：行政区划边界、小流域单元、饮用水水源保护区、蓄滞洪区、滩洲民垸、文物保护单位、生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界。

3.根据权利要求1所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，所述步骤S2中，初步分区区域包括：山林生态保育区、水环境与水生生态修复重点区、矿山生态修复治理区、地质环境治理区、土壤治理区、耕地提质改造区、村庄整治区、城镇人居环境治理区。

4.根据权利要求3所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，各初步分区区域的确定方法如下：

根据DEM和坡度影像，将高程大于150米、坡度大于10度的范围确定为山体本底范围线，将该区域划分为山林生态保育区；

根据三调中河流、湖泊、水库、沟渠以及河湖确权划界的矢量边界，并在水体范围外划定缓冲区域：将水体和缓冲区域划分为水环境与水生生态修复重点区，若有重要的河流单元，可进行独立的分区；

根据矿产资源现状，梳理采矿权范围、探矿权范围、矿山、矿区以及三调中的采矿用地，再根据矿产资源台账厘清关闭矿山或矿区；根据矿产资源规划整理规划的采矿权范围、探矿权范围、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区，借助GIS软件，将已经关闭的矿山或矿区、计划关闭矿山或矿区、限制开采区、禁止开采区和矿山环境治理区，结合行政区划边界进行调整，划分为矿山生态修复治理区；

根据地质灾害风险普查中的地质灾害易发性分区，将中易发区和易发区作为地质环境治理区；

根据水土保持规划、耕地质量调查，区分强烈及以上强度的水土流失区域和轻度及以上污染耕地区域，将该区域划分为土壤治理区；

根据三调提取耕地范围，计算耕地的破碎度、耕地分等质量、旱地所占比例，得到耕地提质改造潜力，并将该区域划分为耕地提质改造区；

根据基于人均建设用地标准的理想潜力预测、基于道路缓冲的合理潜力预测、基于增减挂钩项目的现实潜力测算三种方法，叠加计算平均值得到最终整理潜力结果，得到村庄整治的潜力区，将潜力高的区域划分为村庄整治区；

将国土空间规划中的城镇开发边界，划分为城镇人居环境治理区。

5.根据权利要求4所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，水环境与水生生态修复重点区的确定过程中：城镇范围内的水体缓冲不少于50米，城镇范围外长江缓冲不少于200米，一、二级支流缓冲不少于100米，三、四级支流缓冲不少于50米，湖泊和大中型水库缓冲不少于500米，小型水库缓冲不少于100米，重要连通渠不少于20米。

6.根据权利要求1所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，所述步骤S3中，借助GIS软件开展空间叠加，依据行政区划边界、小流域单元，将获得的生态修复规划初步分区范围，细分到某个小流域单元或行政区划内；并根据分区得到的图斑情况，将面积过小的图斑合并到周边范围较大的图斑内，从而确定生态修复规划分区范围。

7.根据权利要求6所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，借助GIS软件开展规划分区的空间叠加，将初步得到的分区，利用重要的生态保护单位的边界进行调整，以保证生态保护要素的完整性。

8.根据权利要求7所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，利用小流域单元、行政区划边界对分区调整，保证生态修复工程的可实施性，增强协同性。

9.根据权利要求8所述的基于GIS的国土空间生态修复规划重点区域识别的分区方法，其特征在于，对分区形成的细碎图斑，按照就近整合的原则，合并处理空间分析处理过程中产生的细碎图斑，获得生态修复规划分区，增强分区的合理性。

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