CN116011068B - 一种土地利用强度综合计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土地利用强度综合计算方法及系统，其中方法包括步骤：数据资料准备及预处理；计算每栋建筑物的总面积；计算区域内每个地块范围内的建筑物总面积；计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；构建土地利用强度综合指数计算模型；利用土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；计算结果进行土地利用强度综合指数结果制图并输出。其显著效果是：土地利用强度评价的结果更加精细、更加符合客观实际，使得计算的结果更加客观、精准；可以对城镇和乡村等全域土地的利用强度进行综合计算，其适用范围更广。

Description

一种土地利用强度综合计算方法及系统

技术领域

本发明涉及到基于地理信息的土地规划利用技术领域，具体涉及一种土地利用强度综合计算方法及系统。

背景技术

土地利用强度是人类对土地改造程度的衡量，土地利用强度在国土空间规划管理、自然资源管理、环境保护等方面具有十分重要的意义。

目前关于土地利用强度计算方法比较少，而且主要是针对城市土地利用强度计算的方法。比如构建城市土地利用强度指标体系来进行计算，还有利用城市各类用地设施POI的核密度均值进行计算，这些都是针对城市范围内的土地利用强度的计算方法，不适用于城市范围外的地区。还有的根据不同用地类型的特点，将土地利用强度划分为不同等级，包含其他用地级、林草水用地级、农业用地级、建设用地级等，然后分别赋值不同的强度分级指数来进行计算。这个方法也存在一些缺陷，比如建设用地包含了城镇建设用地、村庄建设用地等，城镇建设用地和村庄建设用地的土地利用强度差异很大、还有城镇建设用地内部不同功能用地的利用强度差异也很大，如果都当作建设用地统一赋值，则会严重偏离客观实际情况，计算结果不够精准。

总之，已有针对土地利用强度的计算方法中，存在着适用范围有限、评价结果不够精准等难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种土地利用强度综合计算方法及系统，解决了现有技术土地利用强度现有计算方法中的适用范围不广、结果不够精准等问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种土地利用强度综合计算方法，其关键在于包括如下步骤：

步骤1、数据资料准备及预处理；

步骤2、计算每栋建筑物的总面积；

步骤3、根据每栋建筑物的总面积计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积；

步骤4、根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；

步骤5、依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；

步骤6、基于区域内每个地块的土地利用强度指数，构建土地利用强度综合指数计算模型；

步骤7、利用土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

步骤8、基于步骤7的计算结果进行土地利用强度综合指数结果制图并输出。

进一步的，步骤1所述的数据资料包括土地利用现状图层数据与建筑物图层数据。

进一步的，步骤1所述数据资料预处理过程为：利用Arcgis10.3中的Project投影工具，对土地利用现状图层和建筑物图层数据进行空间投影变换。

进一步的，步骤2中每栋建筑物的总面积的计算方式为：

JZZMJ＝JDMJ*LCS，

其中，JZZMJ为某栋建筑物的总面积，JDMJ为该栋建筑物的基底面积，LCS为该栋建筑物的层数。

进一步的，步骤3中每个地块范围内建筑物总面积的计算方式为：

利用Spatial join工具，将步骤1预处理后的数据资料中土地利用现状图层数据和建筑物图层数据进行空间链接处理，对地块范围内每栋建筑物的总面积进行求和计算，计算出地块范围内的建筑物总面积。

进一步的，步骤4中所述建设用地图斑毛容积率的计算过程为：

利用属性筛选工具在DLMC字段选中所有类型的建设用地图斑；

在Raster Calculator工具中，按照公式MRJL＝DKJZMJ/DKMJ计算出建设用地图斑的毛容积率；

其中，MRJL为地块的毛容积率；DKJZMJ为地块范围内的建筑物总面积；DKMJ为地块的面积。

进一步的，步骤5中所述赋值规则为：

若为非建设用地，则依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数赋值为3；

若为建设用地，则依据毛容积率对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

当毛容积率大于0且小于等于1时，土地利用强度指数赋值为4；

当毛容积率大于1且小于等于3时，土地利用强度指数赋值为5；

当毛容积率大于3且小于等于5时，土地利用强度指数赋值为6；

当毛容积率大于5时，土地利用强度指数赋值为7。

进一步的，所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量。

进一步的，本发明还提出了一种土地利用强度计算系统，该系统包括：

数据获取模块，用于获取包括土地利用现状图层数据与建筑物图层数据的数据资料，并进行预处理；

楼栋建筑物总面积计算模块，用于根据楼栋建筑物的基底面积与层数计算楼栋建筑物的总面积；

地块建筑物总面积计算模块，用于对每栋建筑物的总面积进行求和计算，计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积；

毛容积率计算模块，用于根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；

指数分级赋值模块，用于依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；

计算模型构建模块，用于根据区域内每个地块的土地利用强度指数，构建土地利用强度综合指数计算模型；

所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量；

土地利用综合指数计算模块，用于利用构建的土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

计算结果制图输出模块，用于对区域土地利用强度综合指数的计算结果进行制图并输出。

进一步的，所述赋值规则为：

若为非建设用地，则依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数赋值为3；

若为建设用地，则依据毛容积率对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

当毛容积率大于0且小于等于1时，土地利用强度指数赋值为4；

当毛容积率大于1且小于等于3时，土地利用强度指数赋值为5；

当毛容积率大于3且小于等于5时，土地利用强度指数赋值为6；

当毛容积率大于5时，土地利用强度指数赋值为7。

本发明的显著效果是：

1.通过计算毛容积率体现地块上的建筑量多少、建设强度大小，并依据建设用地毛容积率对建设用地利用强度进行了4个层级的细分，以体现出不同建设用地类型内部不同地块之间的建设强度差异，从而使得土地利用强度评价的结果更加精细、更加符合客观实际，使得计算的结果更加客观、精准；

2.通过对建设用地和非建设用地分别依照赋值规则进行分级赋值，使得本方法可以对城镇和乡村等全域土地的利用强度进行综合计算，其适用范围更广，不止适用于城市范围内，也适用于城市范围外。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种土地利用强度综合计算方法，包括如下步骤：

步骤1、数据资料准备及预处理；

所使用的数据资料包括土地利用现状图层数据(gdb格式)，来源于国土调查成果数据库；建筑物图层数据(gdb格式)来源于建筑物信息数据库。

预处理过程为利用Arcgis10.3中的Project投影工具，对土地利用现状图层和建筑物图层数据进行空间投影变换。

数据空间参考信息统一为2000国家大地坐标系、1985国家高程基准。

步骤2、每栋建筑物的总面积计算；

利用Arcgis10.3软件，在建筑物图层中新增一个字段JZZMJ；

依据建筑物图层里面的建筑物基底面积(JDMJ)和楼层数(LCS)两个字段；

在Raster Calculator工具中计算出每栋建筑的总面积JZZMJ(单位为平方米)，计算公式为：

JZZMJ＝JDMJ*LCS，

其中，JZZMJ为某栋建筑物的总面积，JDMJ为该栋建筑物的基底面积，即建筑物占地投影面积，LCS为该栋建筑物的层数。

步骤3、根据每栋建筑物的总面积计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积，具体计算方式如下：

利用Spatial join工具，将步骤1预处理后的数据资料中土地利用现状图层数据和建筑物图层数据进行空间链接处理，对每一个地块图斑范围内的每栋建筑物的总面积进行求和计算，从而计算出每一个地块范围内的建筑物总面积，属性字段名称为DKJZMJ。计算结果输出的新图层命名为LUCCB。

步骤4、计算建设用地的毛容积率，也即是根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率：

在LUCCB图层中，新建一个字段毛容积率(MRJL)，利用属性筛选工具在DLMC字段选中所有类型的建设用地图斑，建设用地类型包含商业服务业用地、工矿用地、城镇住宅用地、农村住宅用地、公共管理于公共服务用地、特殊用地、交通运输用地；

在Raster Calculator工具中，按照公式MRJL＝DKJZMJ/DKMJ计算出建设用地图斑的毛容积率MRJL；

其中，MRJL为地块的毛容积率；DKJZMJ为地块范围内的建筑物总面积；DKMJ为地块的面积。

步骤5、土地利用强度指数分级赋值；

在LUCCB图层中，新建一个字段记录土地利用强度指数(LUCI)，并依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；

赋值规则具体如下：

对于非建设用地的土地利用强度指数进行分级赋值时，在LUCCB图层，依据DLMC字段选中非建设用地，并依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数LUCI赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数LUCI赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数LUCI赋值为3；

对建设用地的土地利用强度指数进行分级赋值时，则依据毛容积率MRJL对土地利用强度指数LUCI进行分级赋值，具体为：

当0＜MRJL≤1时，土地利用强度指数LUCI赋值为4；

当1＜MRJL≤3时，土地利用强度指数LUCI赋值为5；

当3＜MRJL≤5时，土地利用强度指数LUCI赋值为6；

当5＜MRJL时，土地利用强度指数LUCI赋值为7

由于不同利用类型的建设地块其建设强度、利用强度差别很大，比如洋房别墅区、商业商务地块都属于建设用地，但商业商务地块的建设强度明显比洋房别墅区要大很多。为了区别细分这种建设用地内部不同地块之间的建设强度，所有要采用毛容积率在判断。通过毛容积率体现地块上的建筑量多少、建设强度大小。而如果不用毛容积率来赋值，则上面说的洋房别墅区、商业商务区，都会被同等对待，赋值同样的数值，但实际上它们建设强度差别很大。因此为了体现出这种差异，必须要用毛容积率来进行区别。同时，基于毛容积率进行分级赋值可以使得评价的结果更加精细、更加符合客观实际。

步骤6、构建土地利用强度综合指数计算模型；

一个区域内往往存在多种土地利用类型，需要利用土地利用综合强度综合指数(LUCZI)来反映区域的土地利用强度大小，基于区域内每个地块的土地利用强度指数，所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数(LUCI)；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量。第i个地块土地利用面积、区域内土地利用总面积，在ARCGIS图层里面可以计算。

步骤7、区域土地利用强度综合指数计算，也即是利用土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

在LUCCB图层中新建字段LUCZI，然后利用自主研发的土地利用强度综合计算模型，对土地利用强度综合指数进行计算，得到LUCZI计算结果数值，可以反映土地利用强度综合情况。

步骤8、计算结果制图；

利用LUCCB图层中的LUCZI字段信息也即是步骤7的计算结果，进行土地利用强度综合指数结果制图；将图层空间调整到合适大小，同时配好比例尺、指北针、图例等；利用Export map工具，设置图像分辨率为300dpj，输出“土地利用强度综合指数结果图”。

如图2所示，本实施例还提出了一种土地利用强度计算系统，该系统包括：

数据获取模块，用于获取包括土地利用现状图层数据与建筑物图层数据的数据资料，并进行预处理，土地利用现状图层数据来源于国土调查成果数据库；建筑物图层数据来源于建筑物信息数据库；

预处理过程为利用Arcgis10.3中的Project投影工具，对土地利用现状图层和建筑物图层数据进行空间投影变换，数据空间参考信息统一为2000国家大地坐标系、1985国家高程基准；

楼栋建筑物总面积计算模块，用于根据楼栋建筑物的基底面积与层数计算楼栋建筑物的总面积；

地块建筑物总面积计算模块，用于将土地利用现状图层数据和建筑物图层数据进行空间链接处理，并对每栋建筑物的总面积进行求和计算，计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积；

毛容积率计算模块，用于利用属性筛选工具选中建设用地图斑，然后根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；

指数分级赋值模块，用于依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；

所述赋值规则为：

若为非建设用地，则依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数赋值为3；

若为建设用地，则依据毛容积率对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

当毛容积率大于0且小于等于1时，土地利用强度指数赋值为4；

当毛容积率大于1且小于等于3时，土地利用强度指数赋值为5；

当毛容积率大于3且小于等于5时，土地利用强度指数赋值为6；

当毛容积率大于5时，土地利用强度指数赋值为7；

计算模型构建模块，用于根据区域内每个地块的土地利用强度指数，构建土地利用强度综合指数计算模型，所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量；

土地利用综合指数计算模块，用于利用构建的土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

计算结果制图输出模块，用于对区域土地利用强度综合指数的计算结果进行制图，并将图层空间调整到合适大小，同时配好比例尺、指北针、图例等，之后利用Export map工具，设置图像分辨率为300dpj，输出“土地利用强度综合指数结果图”。

本实施例通过计算毛容积率体现地块上的建筑量多少、建设强度大小，并依据建设用地毛容积率对建设用地利用强度进行了4个层级的细分，以体现出不同建设用地类型内部不同地块之间的建设强度差异，从而使得土地利用强度评价的结果更加精细、更加符合客观实际，使得计算的结果更加客观、精准；通过对建设用地和非建设用地分别依照赋值规则进行分级赋值，使得本方法可以对城镇和乡村等全域土地的利用强度进行综合计算，其适用范围更广，不止适用于城市范围内，也适用于城市范围外。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。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。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种土地利用强度综合计算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、数据资料准备及预处理；

步骤2、计算每栋建筑物的总面积；

步骤3、根据每栋建筑物的总面积计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积；

步骤4、根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；

步骤5、依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；

步骤5中所述赋值规则为：

若为非建设用地，则依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数赋值为3；

若为建设用地，则依据毛容积率对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

当毛容积率大于0且小于等于1时，土地利用强度指数赋值为4；

当毛容积率大于1且小于等于3时，土地利用强度指数赋值为5；

当毛容积率大于3且小于等于5时，土地利用强度指数赋值为6；

当毛容积率大于5时，土地利用强度指数赋值为7；

步骤6、基于区域内每个地块的土地利用强度指数，构建土地利用强度综合指数计算模型；

步骤7、利用土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

步骤8、基于步骤7的计算结果进行土地利用强度综合指数结果制图并输出。

2.根据权利要求1所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：步骤1所述的数据资料包括土地利用现状图层数据与建筑物图层数据。

3.根据权利要求2所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：步骤1所述数据资料预处理过程为：利用Arcgis10.3中的Project投影工具，对土地利用现状图层和建筑物图层数据进行空间投影变换。

4.根据权利要求1所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：步骤2中每栋建筑物的总面积的计算方式为：

JZZMJ＝JDMJ*LCS，

其中，JZZMJ为某栋建筑物的总面积，JDMJ为该栋建筑物的基底面积，LCS为该栋建筑物的层数。

5.根据权利要求1所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：步骤3中每个地块范围内建筑物总面积的计算方式为：

利用Spatialjoin工具，将步骤1预处理后的数据资料中土地利用现状图层数据和建筑物图层数据进行空间链接处理，对地块范围内每栋建筑物的总面积进行求和计算，计算出地块范围内的建筑物总面积。

6.根据权利要求1所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：步骤4中所述建设用地图斑毛容积率的计算过程为：

利用属性筛选工具在DLMC字段选中所有类型的建设用地图斑；

在Raster Calculator工具中，按照公式MRJL＝DKJZMJ/DKMJ计算出建设用地图斑的毛容积率；

其中，MRJL为地块的毛容积率；DKJZMJ为地块范围内的建筑物总面积；DKMJ为地块的面积。

7.根据权利要求1所述的土地利用强度综合计算方法，其特征在于：所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量。

8.一种土地利用强度综合计算系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取包括土地利用现状图层数据与建筑物图层数据的数据资料，并进行预处理；

楼栋建筑物总面积计算模块，用于根据楼栋建筑物的基底面积与层数计算楼栋建筑物的总面积；

地块建筑物总面积计算模块，用于对每栋建筑物的总面积进行求和计算，计算出区域内每个地块范围内的建筑物总面积；

毛容积率计算模块，用于根据每个地块范围内的建筑物总面积，计算各地块内所有类型建设用地图斑的毛容积率；

指数分级赋值模块，用于依照赋值规则，根据毛容积率或用地类型对每个地块的土地利用强度指数进行分级赋值；所述赋值规则为：

若为非建设用地，则依据用地类型对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

未利用地，土地利用强度指数赋值为1；

林地、草地、水域，土地利用强度指数赋值为2；

耕地、园地、人工草地，土地利用强度指数赋值为3；

若为建设用地，则依据毛容积率对土地利用强度指数进行分级赋值，具体为：

当毛容积率大于0且小于等于1时，土地利用强度指数赋值为4；

当毛容积率大于1且小于等于3时，土地利用强度指数赋值为5；

当毛容积率大于3且小于等于5时，土地利用强度指数赋值为6；

当毛容积率大于5时，土地利用强度指数赋值为7；

计算模型构建模块，用于根据区域内每个地块的土地利用强度指数，构建土地利用强度综合指数计算模型；

所述土地利用强度综合指数计算模型的表达式为：

其中，LUCZI为区域土地利用强度综合指数；A_i为区域内第i个地块的土地利用强度指数；S_i为区域内第i个地块的土地利用面积；S为区域内土地利用总面积；n为地块数量；

土地利用综合指数计算模块，用于利用构建的土地利用强度综合指数计算模型对区域土地利用强度综合指数进行计算；

计算结果制图输出模块，用于对区域土地利用强度综合指数的计算结果进行制图并输出。