CN116226303B - 一种自然保护地空间重构方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种自然保护地空间重构方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明属于环境保护监管技术领域，涉及建立自然保护地基础数据档案库；收集自然保护地边界区域数据；空间叠加得到联合图层；将联合图层中的区域切割成图斑生成矛盾图层；进行生物多样性价值与自然景观价值评估；满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；矛盾图层、空缺性图层与联合图层叠加；更新地形数据与土地权属界限数据；空间重构生成初始自然保护地空间重构模型；得到目标自然保护地空间重构模型。本发明考虑地形数据、权属界限、自然保护地功能分区和级别，立足于自然保护地价值，将自然保护价值高的区域补充划入自然保护地；通过图层空间叠加，实现自然保护地空间重构；优化获得准确可靠的自然保护地空间重构模型。

Description

一种自然保护地空间重构方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及环境保护监管技术领域，具体而言，涉及一种自然保护地空间重构方法、装置及电子设备。
背景技术
目前，各地建立了数量众多、保护对象丰富、功能效益多样的自然保护区、风景名胜区、森林公园、湿地公园和地质公园等类型的不同级别的自然保护地，在保存自然资源本底、发挥生态服务功能、体现自然文化价值、保护生物多样性、改善生态环境质量和维护生态安全方面发挥了巨大作用，但也存在自然保护地边界不清、权属责任不清、功能区划不合理、交叉重叠设置、多头管理、历史遗留问题突出和保护与发展矛盾尖锐等问题。因此，在详细摸清自然保护地家底和科学评估自然保护地价值的基础上，空间重构自然保护地体系已迫在眉睫。
现有专利CN110852532A公开了一种自然保护地体系整合及边界划定方法，并具体公开了一种自然保护地体系整合及边界划定方法，该方法通过待整合归并区域内的生态适宜性、耕地适宜性、建设适宜性评价等地类评价结果与资源本底特征叠加，再叠加建设管理条件来确定和优化保护地边界，单纯进行空间叠加分析并优化，未立足于自然保护地本身价值，未考虑地形地貌、权属界限、保护与发展矛盾等因素，存在片面性，且缺少自然保护地空缺性分析。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自然保护地空间重构方法、装置及电子设备。
第一方面，本发明提供了一种自然保护地空间重构方法，包括步骤：
建立自然保护地基础数据档案库；所述基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个所述自然保护地功能区类型和级别；
收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；
对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；
将所述联合图层中的区域切割成图斑，并对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层；
对所述联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
将所述矛盾图层、所述空缺性图层与所述联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
更新所述地形数据与所述土地权属界限数据；
根据各个区域的所述基础数据在所述目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
利用更新后的所述地形数据与所述土地权属界限数据对所述自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
第二方面，本发明提供了一种自然保护地空间重构装置，包括数据库建立单元、数据收集单元、第一图层生成单元、第二图层生成单元、比较单元、分析单元、叠加单元、更新单元、空间重构单元与校对单元；
所述数据库建立单元，用于建立自然保护地基础数据档案库；所述基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个所述自然保护地功能区类型和级别；
所述数据收集单元，用于收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；
所述第一图层生成单元，用于对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；
所述第二图层生成单元，用于将所述联合图层中的区域切割成图斑，并对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层；
所述比较单元，用于对所述联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
所述分析单元，用于根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
所述叠加单元，用于将所述矛盾图层、所述空缺性图层与所述联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
所述更新单元，用于更新所述地形数据与所述土地权属界限数据；
所述空间重构单元，用于根据各个区域的所述基础数据在所述目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
所述校对单元，用于利用更新后的所述地形数据与所述土地权属界限数据对所述自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
处理器和存储器；
所述存储器，用于存储计算机操作指令；
所述处理器，用于调用所述计算机操作指令，执行所述的一种自然保护地空间重构方法。
本发明的有益效果是：本发明能够收集自然保护地矛盾冲突即自然保护区域边界数据，考虑地形数据、权属界限、自然保护地功能分区和级别；同时能够立足于自然保护地价值，进行空缺性分析，通过生物多样性价值评估，将自然保护价值高的区域补充划入自然保护地；采用图层叠加的方式，将自然保护地基础数据与自然能保护地边界区域数据通过图层进行空间叠加，实现自然保护地空间重构；利用地形数据和权属界限校对优化，最终获得准确可靠的自然保护地空间重构模型。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层，包括：
通过GIS空间叠加，得到无空间重叠的原始图层，对所述原始图层进行拓扑分析，得到所述联合图层。
进一步，对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层，包括：
对各个所述图斑进行编号，标记自然保护地类型信息、自然保护地级别信息与自然保护地功能区信息，并添加至新的图层，得到所述矛盾图层。
进一步，所述自然保护地类型包括自然保护区、森林公园、湿地公园、地质公园、风景名胜区与世界遗产；所述自然保护地边界区域包括人口密集区、永久基本农田、矿业区与人工商品林区。
进一步，所述生物多样性价值根据物种多样性、自然生态系统多样性和区位重要性指标进行评估，所述自然景观价值根据风景自然景观、森林自然景观、湿地自然景观与地质自然景观指标进行评估，得到评估分值，用于空缺性分析。
进一步，所述评估分值是否满足所述自然保护地条件是根据区域中对应的指标的数值占设定参考数值的比例确定。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种自然保护地空间重构方法的原理图；
图2为本发明实施例2提供的一种自然保护地空间重构装置的原理图；
图3为本发明实施例3提供的一种电子设备的原理图。
图标：30-电子设备；310-处理器；320-总线；330-存储器；340-收发器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
作为一个实施例，如附图1所示，为解决上述技术问题，本实施例提供一种自然保护地空间重构方法，包括步骤：
建立自然保护地基础数据档案库；基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个自然保护地功能区类型和级别；其中，自然保护地功能区包括核心区、缓冲区与试验区，自然保护地功能区类型包括自然保护区、森林公园、湿地公园、地质公园、风景名胜区与世界遗产。
收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；自然保护地边界区域数据包括人口密集区、永久基本农田、矿业区与人工商品林区的矢量范围的面积数据(单位：公顷，保留两位小数)和数量数据，地形数据如道路、河流、湖泊等；土地权属界限数据能够反映自然保护地矛盾冲突，如山脊界、沟壑界等。
对自然保护地基础数据与自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；可选的，通过GIS空间叠加，得到无空间重叠的原始图层，对原始图层进行拓扑分析，得到联合图层。各类保护地有交叉重叠，通过GIS空间叠加，能够生成一个无空间重叠、拓扑良好的联合图层；
将联合图层中的区域切割成图斑，并对各个图斑设置属性字段，生成矛盾图层；矛盾图层包含自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据，能够反映自然保护地矛盾冲突；
对联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
将矛盾图层、空缺性图层与联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
更新地形数据与土地权属界限数据；
根据各个区域的基础数据在目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
利用更新后的地形数据与土地权属界限数据对自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
可选的，对各个图斑设置属性字段，生成矛盾图层，包括：
对各个图斑进行编号，标记自然保护地类型信息、自然保护地级别信息与自然保护地功能区信息，并添加至新的图层，得到矛盾图层。
在实际应用过程中，在图斑上通过对自然保护地各个区域进行编号，利用保护地功能区、保护地类型、保护地级别、等属性字段来区别不同的保护地，例如采用前置编号表示保护地功能区的名称，采用后置编号表示保护地区域的类型和级别，通过设置名录表的方式，采用下划线联接前置编号与后置编号，核心区为1，缓冲区为2，试验区为3，如1_001表示核心区地方级湿地自然公园。
可选的，自然保护地类型包括自然保护区、森林公园、湿地公园、地质公园、风景名胜区与世界遗产；自然保护地边界区域包括人口密集区、永久基本农田、矿业区与人工商品林区。
可选的，生物多样性价值根据物种多样性、自然生态系统多样性和区位重要性指标进行评估，自然景观价值根据风景自然景观、森林自然景观、湿地自然景观与地质自然景观指标进行评估，得到评估分值，用于空缺性分析。
在实际应用过程中，可选的，在获取物种多样性、自然生态系统多样性和区位重要性指标参数时，通过对各个指标的次级指标设置权重系数的方式，得到上述指标，例如物种多样性指标包括物种种类多样性指标与物种种类数量指标两个次级指标，对物种种类多样性指标与物种种类数量指标设置权重系数，两个次级指标乘以对应的系数后相加得到生物多样性价值分值。同理，自然生态系统多样性指标包括典型性、自然性与自然生态系统多样性三个次级指标，三个次级指标均包括等级一、等级二与等级三，每个等级对应一个分值，该分值乘以该次级指标对应的权重系数得到自然生态系统多样性指标；区位重要性指标与自然性指标采用相同的方式计算分值。
可选的，评估分值是否满足自然保护地条件是根据区域中对应的指标的数值占设定参考数值的比例确定。
本发明能够收集自然保护地矛盾冲突即自然保护区域边界数据，考虑地形数据、权属界限、自然保护地功能分区和级别；同时能够立足于自然保护地价值，进行空缺性分析，通过生物多样性价值评估，将自然保护价值高的区域补充划入自然保护地；采用图层叠加的方式，将自然保护地基础数据与自然能保护地边界区域数据通过图层进行空间叠加，实现自然保护地空间重构；利用地形数据和权属界限校对优化，最终获得准确可靠的自然保护地空间重构模型。
实施例2
基于与本发明的实施例1中所示的方法相同的原理，如附图2所示，本发明的实施例中还提供了一种自然保护地空间重构装置，包括数据库建立单元、数据收集单元、第一图层生成单元、第二图层生成单元、比较单元、分析单元、叠加单元、更新单元、空间重构单元与校对单元；
数据库建立单元，用于建立自然保护地基础数据档案库；基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个自然保护地功能区类型和级别；
数据收集单元，用于收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；
第一图层生成单元，用于对自然保护地基础数据与自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；
第二图层生成单元，用于将联合图层中的区域切割成图斑，并对各个图斑设置属性字段，生成矛盾图层；
比较单元，用于对联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
分析单元，用于根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
叠加单元，用于将矛盾图层、空缺性图层与联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
更新单元，用于更新地形数据与土地权属界限数据；
空间重构单元，用于根据各个区域的基础数据在目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
校对单元，用于利用更新后的地形数据与土地权属界限数据对自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
可选的，对自然保护地基础数据与自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层，包括：
通过GIS空间叠加，得到无空间重叠的原始图层，对原始图层进行拓扑分析，得到联合图层。
可选的，对各个图斑设置属性字段，生成矛盾图层，包括：
对各个图斑进行编号，标记自然保护地类型信息、自然保护地级别信息与自然保护地功能区信息，并添加至新的图层，得到矛盾图层。
可选的，自然保护地类型包括自然保护区、森林公园、湿地公园、地质公园、风景名胜区与世界遗产；自然保护地边界区域包括人口密集区、永久基本农田、矿业区与人工商品林区。
可选的，生物多样性价值根据物种多样性、自然生态系统多样性和区位重要性指标进行评估，自然景观价值根据风景自然景观、森林自然景观、湿地自然景观与地质自然景观指标进行评估，得到评估分值，用于空缺性分析。
可选的，评估分值是否满足自然保护地条件是根据区域中对应的指标的数值占设定参考数值的比例确定。
实施例3
基于与本发明的实施例中所示的方法相同的原理，本发明的实施例中还提供了一种电子设备，如附图3所示，该电子设备可以包括但不限于：处理器和存储器；存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于通过调用计算机程序执行本发明任一实施例所示的方法。
在一个可选实施例中提供了一种电子设备，图3所示的电子设备30包括：处理器310和存储器330。其中，处理器310和存储器330相连，如通过总线320相连。
可选地，电子设备30还可以包括收发器340，收发器340可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互，如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是，实际应用中收发器340不限于一个，该电子设备30的结构并不构成对本发明实施例的限定。
处理器310可以是CPU中央处理器，通用处理器，DSP数据信号处理器，ASIC专用集成电路，FPGA现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。处理器310也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
总线320可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线320可以是PCI外设部件互连标准总线或EISA扩展工业标准结构总线等。总线320可以分为控制总线、数据总线、地址总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器330可以是ROM只读存储器或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM随机存储器或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM电可擦可编程只读存储器、CD-ROM只读光盘或其他光盘存储、光碟存储(包括光碟、激光碟、压缩光碟、数字通用光碟等)、磁盘存储介质，或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
存储器330用于存储执行本发明方案的应用程序代码(计算机程序)，并由处理器310来控制执行。处理器310用于执行存储器330中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，包括步骤：
建立自然保护地基础数据档案库；所述基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个所述自然保护地功能区类型和级别；
收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；
对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；
将所述联合图层中的区域切割成图斑，并对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层；
对所述联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
将所述矛盾图层、所述空缺性图层与所述联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
更新所述地形数据与所述土地权属界限数据；
根据各个区域的所述基础数据在所述目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
利用更新后的所述地形数据与所述土地权属界限数据对所述自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
2.根据权利要求1所述一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层，包括：
通过GIS空间叠加，得到无空间重叠的原始图层，对所述原始图层进行拓扑分析，得到所述联合图层。
3.根据权利要求1所述一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层，包括：
对各个所述图斑进行编号，标记自然保护地类型信息、自然保护地级别信息与自然保护地功能区信息，并添加至新的图层，得到所述矛盾图层。
4.根据权利要求1所述一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，所述自然保护地类型包括自然保护区、森林公园、湿地公园、地质公园、风景名胜区与世界遗产；所述自然保护地边界区域包括人口密集区、永久基本农田、矿业区与人工商品林区。
5.根据权利要求1所述一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，所述生物多样性价值根据物种多样性、自然生态系统多样性和区位重要性指标进行评估，所述自然景观价值根据风景自然景观、森林自然景观、湿地自然景观与地质自然景观指标进行评估，得到评估分值，用于空缺性分析。
6.根据权利要求5所述一种自然保护地空间重构方法，其特征在于，所述评估分值是否满足所述自然保护地条件是根据区域中对应的指标的数值占设定参考数值的比例确定。
7.一种自然保护地空间重构装置，其特征在于，包括数据库建立单元、数据收集单元、第一图层生成单元、第二图层生成单元、比较单元、分析单元、叠加单元、更新单元、空间重构单元与校对单元；
所述数据库建立单元，用于建立自然保护地基础数据档案库；所述基础数据包括自然保护地范围数据、自然保护地功能区、各个所述自然保护地功能区类型和级别；
所述数据收集单元，用于收集自然保护地边界区域数据，包括自然保护地边界区域的地形数据与土地权属界限数据；
所述第一图层生成单元，用于对所述自然保护地基础数据与所述自然保护地边界区域数据进行空间叠加，得到联合图层；
所述第二图层生成单元，用于将所述联合图层中的区域切割成图斑，并对各个所述图斑设置属性字段，生成矛盾图层；
所述比较单元，用于对所述联合图层中各个区域的生物多样性价值与自然景观价值进行评估；
所述分析单元，用于根据评估结果进行空缺性分析，将评估结果满足自然保护地条件的区域补充作为自然保护地，生成空缺性图层；
所述叠加单元，用于将所述矛盾图层、所述空缺性图层与所述联合图层进行叠加，得到目标自然保护地图层；
所述更新单元，用于更新所述地形数据与所述土地权属界限数据；
所述空间重构单元，用于根据各个区域的所述基础数据在所述目标自然保护地图层的基础上进行空间重构，生成初始自然保护地空间重构模型；
所述校对单元，用于利用更新后的所述地形数据与所述土地权属界限数据对所述自然保护地空间重构模型进行校对，得到目标自然保护地空间重构模型。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器和存储器；
所述存储器，用于存储计算机操作指令；
所述处理器，用于通过调用所述计算机操作指令，执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
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