CN116485239A - 一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法 - Google Patents

一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法 Download PDF

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CN116485239A CN202310355973.6A CN202310355973A CN116485239A CN 116485239 A CN116485239 A CN 116485239A CN 202310355973 A CN202310355973 A CN 202310355973A CN 116485239 A CN116485239 A CN 116485239A
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Abstract

本发明提供一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，包括：数据获取模块，分析单元划分模块，数据处理模块，要素分级评估模块，要素健康评估模块，空间叠加分析模块，体检报告生成模块；本发明还提供一种针对城市绿道建设成效的综合评价方法，基于所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统实现。本发明提供一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法，解决了目前针对绿道建设成效侧重于单项指标的评判的问题。

Description

一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法
技术领域
本发明涉及国土空间规划的技术领域，更具体的，涉及一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法。
背景技术
目前，绿道工程在许多城市迅速发展。绿道虽然作为一种较窄的线性空间，但却展示着广阔的城市信息。随着近年来城市绿道建设的不断升级，绿道的功能更加趋于全面，可为市民提供更多层次的服务。
随着我国城乡规划发展更加注重理性、科学和可持续性，未来需要综合应用各种大数据和GIS定量分析技术，对绿道建设成效进行全方位的评价，提高绿道建设质量，让城市变得更宜居。然而目前城市发展中，针对绿道建设成效侧重于单项指标的评判，如人均绿道长度等，未从空间的角度全面反映城市绿道建设成效，无法满足未来城乡规划发展的需求。
发明内容
本发明为克服目前针对绿道建设成效侧重于单项指标的评判的技术缺陷，提供一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，包括：
数据获取模块，用于获取城市绿道的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
分析单元划分模块，用于在城市绿道的拓扑结构中对城市绿道进行断点，划分得到m段计算分析单元；
数据处理模块，用于根据各段计算分析单元的服务范围对基础数据进行归类与要素处理，通过空间叠置分析，得到各段计算分析单元内的要素数据分析结果作为基础评价数据；
要素分级评估模块，用于对各要素进行分级评估，得到各要素的分级评估结果；
要素健康评估模块，用于根据各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果；
空间叠加分析模块，用于加权叠加计算各单元分类品质得分以及综合品质得分，获得城市绿道的分类品质评估结果和综合品质评估结果；
体检报告生成模块，用于根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
上述方案中，通过各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果，根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告，通过多维度视角综合评估绿道价值，综合构建绿道系统质量评估体系，提供完整、系统化的城市体检绿道专项评估方案，突破传统体检以单项指标表征绿道问题的局限，深入挖掘绿道的品质，全面、精准反映城市绿道建设成效的问题。
优选的，基础数据的类型包括公共服务、生态品质、网络结构、社会效益、经济效益和环境效益。
优选的，采用等时圈确定各段计算分析单元的服务范围。
优选的，在数据处理模块中，将基础数据分类为用于生成矢量型数据结果的第一基础数据和用于生成栅格型数据结果的第二基础数据；其中，
第一基础数据包括绿道网络分布线要素、城市绿地、水系与黑臭河涌数据、房价数据、运动轨迹数据和驿站设施poi数据，生成的矢量型数据结果包括：
利用空间句法对绿道网络分布线要素进行分析，根据运动轨迹数据和绿道网络分布线要素计算各段计算分析单元中城市环境健康活力值与网络结构指数；
将城市绿地、水系、黑臭河涌数据分别与各段计算分析单元的服务范围进行空间叠置，计算得到每个分析计算单元服务范围内的绿地面积BufGLm、水系面积BufWm、黑臭河涌面积BufDWm：
并计算绿道各计算分析单元服务范围内的绿地率RGLm、水域比RWm与河水治理程度RDWm：
其中，Ag、Aw、Adw分别表示绿地、水系、黑臭水体面积，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示空间对象X在R内，Am表示各段计算分析单元的服务范围面积；
将各段计算分析单元的服务范围和房价数据进行叠加，通过空间叠置分析，通过距离加权法计算各段计算分析单元服务范围内的房价均值BufHPm：
其中，HPm表示计算分析单元服务范围内的某poi房价，dm为相应poi与分析单元间距离；
第二基础数据包括土地利用栅格数据、设施poi数据和空气质量站点监测数据，生成的栅格型数据结果包括：
根据土地利用栅格数据计算单元格内的生物丰度F：
F＝(0.11×ACultivated+0.25×Aforest+0.21×Agrass+0.28×Awater
+0.04×Aconstruction+0.11×Aunutilized)/A
其中，ACultivated表示耕地面积，Aforest表示森林面积，Agrass表示草地面积，Awater表示水域面积，Aconstruction表示建设用地面积，Aunutilized表示未利用地面积；
根据设施poi数据，利用Rosenblatt－Parzen核估计模型计算栅格单元内各设施poi的核密度，获得各设施poi的核密度空间分布栅格数据；
根据空气质量站点监测数据利用克里金插值模型计算市域内栅格单元的空气质量，获得空气质量分布栅格数据。
优选的，对各要素进行分级评估包括：对矢量型数据采用数值型直观评估规则，对栅格型数据采用等级型赋值评估规则。
优选的，计算各要素的健康评估结果的步骤具体为：
将城市常住人口密度数据与各段计算分析单元的服务范围数据叠加，利用以下公式计算得到绿道各单元的常驻人口数量BufPm：
BufPm＝∑Pn∈R
其中，Pn表示栅格内的人口数，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示栅格对象X在R之内；
计算各段计算分析单元的绿道享有人均区位熵LQgm：
其中，Lm表示各段计算分析单元服务范围内的绿道空间总长度，xm表示各段计算分析单元中各要素的分级评估结果，Lq表示城市q范围内绿道空间的总长度，为城市q范围内所有计算分析单元各要素的分级评估结果的平均值，Pq为城市q范围内城市总常住人口；
将计算结果划分为多个等级并分别赋分，得到各要素的健康评估结果。
优选的，采用主客观赋值法对各要素的健康评估结果进行叠加，采用ArcGIS地图代数计算器进行空间统计，将多因子综合成各段计算分析单元的分类品质和综合品质值，并对其进行重分类，采用自然断点法划分为自然数1-4作为各段计算分析单元的绿道健康指数，获取分类品质评估结果和综合品质评估结果；
各要素的健康评估结果Xn为各段计算分析单元xm的空间集合，即：
Xn＝{x1,x2,x3,x4,……xm-1,xm}
其中，n为参与评估的要素数量；
主客观赋值法指为确保加权结果更加准确客观的反映各要素在品质体检中的重要程度，采用层次分析法(AHP)同熵权法相结合的加权赋值方法，具体利用下式进行计算：
其中，Wn表示各目标指标的最终权重，αn表示层次分析法计算所得的权重，βn表示熵权法计算所得的权重；
En＝-ln(m)-1∑pmn ln pmn
若pmn＝0，则定义
其中，En表示信息熵，pmn表示第m段计算分析单元中得分在第n个指标中所占的比例，Xmn表示第m段计算分析单元的第n个要素的得分。
优选的，分类品质评估结果包括基本品质评估结果和效益价值评估结果；其中，
基本品质评估结果包括生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果和公共服务水平健康评估结果；
利用以下公式计算单个计算分析单元的基本品质评估结果：
M＝R1X1+R2X2+R3X3
X1＝k1a1+k2a2+k3a3+k4a4+k5a5+k6a6
X2＝p1b1+p2b2+p3b3
X3＝q1c1+q2c2+q3c3+q4c4+q5c5+q6c6+q7c7+q8c8+q9c9
其中，X1、X2、X3分别表示生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果、公共服务水平健康评估结果，R1、R2、R3分别表示生态品质、网络结构、公共服务水平在基本品质健康评估体系中的权重；a1表示生态承载力得分，a2表示绿地率得分，a3表示斑块衔接度得分，a4表示景观破碎度得分，a5表示景观多样性得分，a6表示水域比率得分，k1、k2、k3、k4、k5、k6分别表示生态品质上不同的指标权重；b1表示网络穿行性得分，b2表示网络接近性得分，b3表示网络关联性得分，p1、p2、p3为网络结构上不同的指标权重；c1表示驿站设施服务水平得分，c2表示公共卫生间服务水平得分，c3表示健身设施服务水平得分，c4表示车辆停放设施服务水平得分，c5表示监控设施服务水平得分，c6表示照明设施服务水平得分，c7表示信息指示标志服务水平得分，c8表示无障碍设施服务水平得分，c9表示共享单车租借服务水平得分，q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9表示公共服务水平上不同的指标权重。
优选的，综合品质评估结果为基本品质评估结果和效益价值评估结果的叠加结果，利用以下公式计算单个计算分析单元的综合品质评估结果Z：
Z＝M×hk1+N×hk2
其中，hk1、hk2分别为基本品质评估结果、效益价值评估结果的权重；
效益价值评估结果通过以下公式计算得到：
N＝T1X4+T2X5+T3X6
X4＝h1d1+h2d2+h3d3
X5＝w1e1+w2e2+w3e3+w4e4
X6＝v1f1+v2f2+V3f3
其中，X4、X5、X6分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益，T1、T2、T3分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益所占综合效益的权重；d1表示生物丰度得分，d2表示空气质量得分，d3表示河水治理状况得分，h1、h2、h3分别表示生态效益上不同的目标指标权重；e1表示环境健康得分，e2表示交通便捷度得分，e3表示空间活力得分，e4表示休闲设施聚集度得分，w1、w2、w3、w4分别表示社会效益上不同的目标指标权重；f1表示计算分析单元服务范围内房价得分，f2表示经济活跃度得分，f3表示商业聚集度得分，v1、v2、v3分别表示经济效益上不同的目标指标权重。
一种针对城市绿道建设成效的综合评价方法，基于所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统实现，包括以下步骤：
S1：建立要评价的城市绿道的拓扑结构，在拓扑结构中对所述城市绿道进行断点，划分为m段计算分析单元；
确定所述城市绿道的综合评价要素，获取与综合评价要素相应的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
S2：确定各计算分析单元的服务范围，将各服务范围与基础数据进行空间叠置分析，得到各计算分析单元的要素数据分析结果；
S3：对步骤S2处理后的基础数据进行栅格数据与矢量数据重分类，对各要素进行分级评估，获得各要素的分级评估结果；
S4：根据城市人口密度数据和各要素分级评估结果，结合城市绿道的人群潜在使用需求计算绿道各要素的健康评估结果；
加权叠加计算各单元分类品质值以及综合品质值，获得分类品质评估结果和综合品质评估结果；
S5：根据各要素健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提供了一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统和方法，通过各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果，根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告，通过多维度视角综合评估绿道价值，综合构建绿道系统质量评估体系，提供完整、系统化的城市体检绿道专项评估方案，突破传统体检以单项指标表征绿道问题的局限，深入挖掘绿道的品质，全面、精准反映城市绿道建设成效的问题。
附图说明
图1为本发明的模块连接示意图；
图2为本发明的技术方案实施步骤流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，包括：
数据获取模块，用于获取城市绿道的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
分析单元划分模块，用于在城市绿道的拓扑结构中对城市绿道进行断点，划分得到m段计算分析单元；
数据处理模块，用于根据各段计算分析单元的服务范围对基础数据进行归类与要素处理，通过空间叠置分析，得到各段计算分析单元内的要素数据分析结果作为基础评价数据；
要素分级评估模块，用于对各要素进行分级评估，得到各要素的分级评估结果；
要素健康评估模块，用于根据各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果；
空间叠加分析模块，用于加权叠加计算各单元分类品质得分以及综合品质得分，获得城市绿道的分类品质评估结果和综合品质评估结果；
体检报告生成模块，用于根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
在具体实施过程中，通过各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果，根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告，通过多维度视角综合评估绿道价值，综合构建绿道系统质量评估体系，提供完整、系统化的城市体检绿道专项评估方案，突破传统体检以单项指标表征绿道问题的局限，深入挖掘绿道的品质，全面、精准反映城市绿道建设成效的问题。
实施例2
一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，包括：
数据获取模块，用于获取城市绿道的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
分析单元划分模块，用于在城市绿道的拓扑结构中对城市绿道进行断点，划分得到m段计算分析单元；
数据处理模块，用于根据各段计算分析单元的服务范围对基础数据进行归类与要素处理，通过空间叠置分析，得到各段计算分析单元内的要素数据分析结果作为基础评价数据；
要素分级评估模块，用于对各要素进行分级评估，得到各要素的分级评估结果；
要素健康评估模块，用于根据各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果；
空间叠加分析模块，用于加权叠加计算各单元分类品质得分以及综合品质得分，获得城市绿道的分类品质评估结果和综合品质评估结果；
体检报告生成模块，用于根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
在具体实施过程中，根据表1所示的指标体系确定绿道综合体检评价要素；
表1是确定绿道综合体检评价要素的指标体系。
表1
更具体的，基础数据的类型包括公共服务、生态品质、网络结构、社会效益、经济效益和环境效益。
在具体实施过程中，绿道综合体检评价指针对绿道整体品质做出的评价，从空间视角分析，绿道不仅包括本身关于网络结构、公共服务设施、自身生态品质的基本属性，还应同外界环境结合考虑，测度绿道对周围社会、经济、环境所带来的效益提升，即基本品质和效益价值两大维度，故基础数据包括公共服务、生态品质、网络结构、社会效益、经济效益、环境效益六个大类，其中，每个大类又细分若干个小类，对应要素评价指标，具体如表2所示；
表2是各基础数据的数据类型。
表2
可根据相应的体检数据指标要求，结合实际情况，以科学性、可比较性、可度量性和可实施性筛选评估因子，调整目标数据的选择。
更具体的，采用等时圈确定各段计算分析单元的服务范围。
在具体实施过程中，等时圈能根据计算单元内各点在预计时间内沿现有交通道路可达到的最远范围，依据城市绿道建设发展目标，根据城市绿道不同类型确定对应的到达绿道的交通方式与时间范围(如表3)设置等时圈阈值，通过模型迭代器逐个计算分析单元内各点的等时圈，确定各计算分析单元的服务范围，为方便计算机进行后续统计，关联绿道各单元线要素数据属性表和服务范围面要素数据属性表。
表3是绿道各计算分析单元的服务范围
表3
更具体的，在数据处理模块中，将基础数据分类为用于生成矢量型数据结果的第一基础数据和用于生成栅格型数据结果的第二基础数据；其中，
第一基础数据包括绿道网络分布线要素、城市绿地、水系与黑臭河涌数据、房价数据、运动轨迹数据和驿站设施poi数据，生成的矢量型数据结果包括：
利用空间句法对绿道网络分布线要素进行分析，根据运动轨迹数据和绿道网络分布线要素计算各段计算分析单元中城市环境健康活力值与网络结构指数；
根据空间句法sDNA模型计算绿道各分析单元的网络穿行性TPBt、绿道网络接近性NQPD、绿道网络关联性MCf，具体包括空间选择度分析、空间集成度分析、空间效率度分析；
将绿道基础网络数据以200m为一个单位划分计算路段，采用几何匹配算法，将所述运动轨迹数据的轨迹坐标点拓扑到与之距离最近的线性绿道空间路径中，使用空间连接计算单位路段轨迹点数量，获得各计算分析单元的轨迹点数量；
将城市绿地、水系、黑臭河涌数据分别与各段计算分析单元的服务范围进行空间叠置，计算得到每个分析计算单元服务范围内的绿地面积BufGLm、水系面积BufWm、黑臭河涌面积BufDWm：
并计算绿道各计算分析单元服务范围内的绿地率RGLm、水域比RWm与河水治理程度RDWm：
其中，Ag、Aw、Adw分别表示绿地、水系、黑臭水体面积，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示空间对象X在R内，Am表示各段计算分析单元的服务范围面积；
将各段计算分析单元的服务范围和房价数据进行叠加，通过空间叠置分析，通过距离加权法计算各段计算分析单元服务范围内的房价均值BifHPm：
其中，HPm表示计算分析单元服务范围内的某poi房价，dm为相应poi与分析单元间距离；
第二基础数据包括土地利用栅格数据、设施poi数据(除驿站设施poi)、城市热力栅格数据、夜间灯光空间分布栅格数据、植被净初级生产力栅格数据、空气质量站点监测数据，生成的栅格型数据结果包括：
根据城市30*30m土地利用栅格数据，对景观生态格局进行分析，包括破碎化分析、异质性分析和聚散性分析，计算城市各栅格单元的景观格局指数，即景观破碎度PD、斑块衔接度CONNECT、景观多样性SHDI，获得各景观格局指数空间分布栅格数据；创建以1000*1000m为方格单元的渔网切割城市30*30m土地利用栅格数据；
根据土地利用栅格数据计算单元格内的生物丰度F：
F＝(0.11×ACultivated+0.25×Aforest+0.21×Agrass+0.28×Awater
+0.04×Aconstruction+0.11×Aunutilized)/A
其中，ACultivated表示耕地面积，Aforest表示森林面积，Agrass表示草地面积，Awater表示水域面积，Aconstruction表示建设用地面积，Aunutilized表示未利用地面积；
根据设施poi数据，利用Rosenblatt－Parzen核估计模型计算栅格单元内各设施poi的核密度，获得各设施poi的核密度空间分布栅格数据；
设施poi数据具体包括：基础设施(即公共卫生间、健身设施、照明设施、监控设施、停车场、自行车租借设施、无障碍设施、信息指示标志)、交通设施、休闲设施、商业的poi点位布局；
根据空气质量站点监测数据利用克里金插值模型计算市域内栅格单元的空气质量，获得空气质量分布栅格数据。
在具体实施过程中，利用模型迭代器逐一将绿道各计算分析单元的服务范围数据与各项空间分布栅格数据进行空间叠置，通过掩膜处理剔除服务范围外的栅格数据，获得各单元服务范围内的生态承载力、斑块衔接度、景观破碎度、景观多样性、驿站设施服务水平、公共卫生间服务水平、健身设施服务水平、车辆停放设施服务水平、监控设施服务水平、照明设施服务水平、信息指示标志服务水平、无障碍设施服务水平、共享单车租借服务水平、生物丰度、空气质量、商业聚集度、经济活跃度、交通便携度、休闲设施聚集度、空间活力的有效栅格数据作为评价基础数据。
表4是各类数据和处理结果数据类型与指标的对应关系。
表4
更具体的，对各要素进行分级评估包括：对矢量型数据采用数值型直观评估规则，对栅格型数据采用等级型赋值评估规则。
在具体实施过程中，对矢量型数据采用数值型直观评估规则，具体包括：利用ArcGIS自然断点法对各计算分析单元服务范围内现状指标数据分别赋分4、3、2、1；对栅格型数据采用等级型赋值评估规则，即各计算分析单元服务范围内所有栅格单元的现状指标数据与城市发展标准水平的对标准则，如表4所示；
表5是等级型赋值评估规则。
表5
表4中，城市发展标准水平为计算该指标在市域范围内各计算分析单元服务范围内现状指标数据的平均值；在本实施例中，在评估植被净初级生产力时，计算出广州市城市绿道植被净初级生产力标准水平为605.57gC·m-2·a-1，测度广州市某个计算分析单元服务范围内的30m栅格单元中植被净初级生产力数值结果为598gC·m-2·a-1，则认为该栅格单元在植被净初级生产力指标上未达标。
由于驿站围绕绿道建设，其位置分布在绿道两侧，且数量相对较少，故不采用Rosenblatt－Parzen核估计模型进行核密度分析测算、分级、赋值，在本实施例中，具体分级赋值方式如表6所示；
表6是绿道驿站服务水平赋值情况。
表6
更具体的，计算各要素的健康评估结果的步骤具体为：
将城市常住人口密度数据与各段计算分析单元的服务范围数据叠加，利用以下公式计算得到绿道各单元的常驻人口数量BufPm：
BufPm＝∑Pn∈R
其中，Pn表示栅格内的人口数，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示栅格对象X在R之内；
计算各段计算分析单元的绿道享有人均区位熵LQgm：
其中，Lm表示各段计算分析单元服务范围内的绿道空间总长度，xm表示各段计算分析单元中各要素的分级评估结果，Lq表示城市q范围内绿道空间的总长度，为城市q范围内所有计算分析单元各要素的分级评估结果的平均值，Pq为城市q范围内城市总常住人口；
将计算结果划分为多个等级并分别赋分，得到各要素的健康评估结果。
在具体实施过程中，利用ArcGIS自然断点法对计算结果分为优秀、良好、一般、较差四级，分别赋分4、3、2、1，获得绿道各要素的健康评估结果。
更具体的，采用主客观赋值法对各要素的健康评估结果进行叠加，采用ArcGIS地图代数计算器进行空间统计，将多因子综合成各段计算分析单元的分类品质和综合品质值，并对其进行重分类，采用自然断点法划分为自然数1-4作为各段计算分析单元的绿道健康指数，获取分类品质评估结果和综合品质评估结果；
各要素的健康评估结果Xn为各段计算分析单元xm的空间集合，即：
Xn＝{x1,x2,x3,x4,……xm-1,xm}
其中，n为参与评估的要素数量；
主客观赋值法指为确保加权结果更加准确客观的反映各要素在品质体检中的重要程度，采用层次分析法(AHP)同熵权法相结合的加权赋值方法，具体利用下式进行计算：
其中，Wn表示各目标指标的最终权重，αn表示层次分析法计算所得的权重，βn表示熵权法计算所得的权重；
En＝-ln(m)-1Σpmn ln pmn
若pmn＝0，则定义
其中，En表示信息熵，pmn表示第m段计算分析单元中得分在第n个指标中所占的比例，Xmn表示第m段计算分析单元的第n个要素的得分。
在具体实施过程中，层次分析法作为一种主观赋权方法，核心在于构建多层次的分析结构模型将专家对绿道品质的定性认知定量化，构建判断矩阵经归一化转化为各项指标权重。熵权法作为一种客观赋权方法，在具体使用过程中强调根据各要素数据的分散程度，对各要素的空间数据集合进行标准化处理。根据层次分析法计算获得的要素权重对熵权进行修正，从而得到较为准确的指标权重。
更具体的，分类品质评估结果包括基本品质评估结果和效益价值评估结果；其中，
基本品质评估结果包括生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果和公共服务水平健康评估结果；
利用以下公式计算单个计算分析单元的基本品质评估结果：
M＝R1X1+R2X2+R3X3
X1＝k1a1+k2a2+k3a3+k4a4+k5a5+k6a6
X2＝p1b1+p2b2+p3b3
X3＝q1c1+q2c2+q3c3+q4c4+q5c5+q6c6+q7c7+q8c8+q9c9
其中，X1、X2、X3分别表示生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果、公共服务水平健康评估结果，R1、R2、R3分别表示生态品质、网络结构、公共服务水平在基本品质健康评估体系中的权重；a1表示生态承载力得分，a2表示绿地率得分，a3表示斑块衔接度得分，a4表示景观破碎度得分，a5表示景观多样性得分，a6表示水域比率得分，k1、k2、k3、k4、k5、k6分别表示生态品质上不同的指标权重；b1表示网络穿行性得分，b2表示网络接近性得分，b3表示网络关联性得分，p1、p2、p3为网络结构上不同的指标权重；c1表示驿站设施服务水平得分，c2表示公共卫生间服务水平得分，c3表示健身设施服务水平得分，c4表示车辆停放设施服务水平得分，c5表示监控设施服务水平得分，c6表示照明设施服务水平得分，c7表示信息指示标志服务水平得分，c8表示无障碍设施服务水平得分，c9表示共享单车租借服务水平得分，q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9表示公共服务水平上不同的指标权重。
更具体的，综合品质评估结果为基本品质评估结果和效益价值评估结果的叠加结果，利用以下公式计算单个计算分析单元的综合品质评估结果Z：
Z＝M×hk1+N×hk2
其中，hk1、hk2分别为基本品质评估结果、效益价值评估结果的权重；
效益价值评估结果通过以下公式计算得到：
N＝T1X4+T2X5+T3X6
X4＝h1d1+h2d2+h3d3
X5＝w1e1+w2e2+w3e3+w4e4
X6＝v1f1+v2f2+v3f3
其中，X4、X5、X6分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益，T1、T2、T3分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益所占综合效益的权重；d1表示生物丰度得分，d2表示空气质量得分，d3表示河水治理状况得分，h1、h2、h3分别表示生态效益上不同的目标指标权重；e1表示环境健康得分，e2表示交通便捷度得分，e3表示空间活力得分，e4表示休闲设施聚集度得分，w1、w2、w3、w4分别表示社会效益上不同的目标指标权重；f1表示计算分析单元服务范围内房价得分，f2表示经济活跃度得分，f3表示商业聚集度得分，v1、v2、v3分别表示经济效益上不同的目标指标权重。
目标指标权重，利用城市规划发展重点及目标，对各类别内各项指标重要程度进行测算所获得的指标权重数值，在不同城市中具体权重值有所差异，在本实施例中，各级指标具体权重数值如表7所示；
表7是绿道各级指标具体权重数值表。
表7
指标权重数值，反映了生态品质、网络结构、公服水平对绿道基本品质的影响程度以及单项指标所带来的生态、社会或经济效益程度，以单项指标对基本品质、效益价值影响百分比表示，因此，∑kn、∑pn、∑qn、∑hn、∑wn、∑vn均等于一。
根据绿道基本品质与绿道效益价值评估规则，对计算结果进行分级评估，获得绿道基本品质与绿道效益价值的评估结果，具体如表8、表9所示；
表8是绿道基本品质评估结果与体检评估对应关系。
表8
表9是绿道效益价值评估结果与体检评估对应关系。
表9
在具体实施过程中，城市体检报告能够呈现各所述城市绿道评估两大维度的总体研判结果及相关对策，即形成城市绿道建设成效评价的四大板块结论模板；四大板块结论模板包括：总体评估结果与分析、分类评估结果与分析、要素健康评估结果与分析、优化方案与未来趋势；其中，
总体评价结果与分析包括：涉及指标及数据来源、总体情况概述、绿道综合品质评估结果分析与可视化；其中，涉及指标及数据来源具体包括：指标名称、指标解释、指标来源；
分类评估结果与分析包括：绿道分类品质评估结果可视化、区域优劣势诊断；其中，绿道分类品质评估结果可视化具体包括：基本品质评估结果可视化，网络结构评估结果可视化，生态品质健康评估结果可视化，公共服务评估结果可视化，效益价值评估结果可视化，环境效益评估结果可视化，社会效益评估结果可视化，经济效益评估结果可视化；根据可视化结果，进一步分析各行政区绿道发展现状的优劣势条件，确定在各区中各品质类别的好坏，以便于确定中观层面的区域分类治理指导意见，明确落实各区绿道治理责任；
要素健康评估结果与分析包括各要素健康评估结果可视化与评估结果为较差的分析单元的各要素指标评估结果具体分析；
优化方案与未来趋势包括情景趋势分析、宏观层面的城市综合治理指导纲要、中观层面的区域分类治理指导意见与微观层面的问题绿道治理策略；其中，宏观层面的城市综合治理指导纲要为城市范围内所有绿道治理与发展的总体策略；中观层面的区域分类治理指导意见明确各区绿道治理职责以及优先发展方向建议；微观层面的问题绿道治理策略落实到评估结果为较差的分析单元的治理对策，根据各指标状况确定具体的治理方案；
情景趋势分析指根据各城市的治理定位明确侧重的治理类别，计算治理过程所需成本以及模拟治理后各项体检结果变化情况，包括：延续现状趋势、服务优先趋势、生态优先趋势、经济优先趋势、均衡发展趋势等情景趋势。根据不同情景趋势分析结果，可优化治理策略与现有规划方案。
在具体实施过程中，通过各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果，根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告；从基本品质、效益价值两大维度出发，考虑绿道的生态品质、网络结构、服务水平以及所产生的社会、环境、经济价值，结合人群需求程度来综合反映绿道的品质；通过多维度视角综合评估绿道价值，综合构建绿道系统质量评估体系，提供完整、系统化的城市体检绿道专项评估方案，突破传统体检以单项指标表征绿道问题的局限，深入挖掘绿道的品质，全面、精准反映城市绿道建设成效的问题。同时，通过分段检测模型精准发现建成绿道问题所在，有效解决了绿道规划、建设、修复等流程中，指标、数据分散，标准及方法无法统一，难以针对性改善绿道问题的技术缺陷，为城市绿道体检提供更为有效、精细、快捷的实施方案。
实施例3
如图2所示，一种针对城市绿道建设成效的综合评价方法，基于所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统实现，包括以下步骤：
S1：在ArcGIS中建立要评价的城市绿道的拓扑结构，根据相交打断原则在城市绿道线路相交点处自动断开绿道，在拓扑结构中对所述城市绿道进行断点，划分为m段计算分析单元；
确定所述城市绿道的综合评价要素，获取与综合评价要素相应的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
S2：确定各计算分析单元的服务范围，将各服务范围与基础数据进行空间叠置分析，得到各计算分析单元的要素数据分析结果；
S3：对步骤S2处理后的基础数据进行栅格数据与矢量数据重分类，依据绿道要素品质评估规则对各要素进行分级评估，获得各要素的分级评估结果；
S4：根据城市人口密度数据和各要素分级评估结果，结合城市绿道的人群潜在使用需求计算绿道各要素的健康评估结果；
加权叠加计算各单元分类品质值以及综合品质值，获得分类品质评估结果和综合品质评估结果；
S5：根据各要素健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取城市绿道的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
分析单元划分模块，用于在城市绿道的拓扑结构中对城市绿道进行断点，划分得到m段计算分析单元；
数据处理模块，用于根据各段计算分析单元的服务范围对基础数据进行归类与要素处理，通过空间叠置分析，得到各段计算分析单元内的要素数据分析结果作为基础评价数据；
要素分级评估模块，用于对各要素进行分级评估，得到各要素的分级评估结果；
要素健康评估模块，用于根据各要素分级评估结果结合城市绿道的人群潜在使用需求计算各要素的健康评估结果；
空间叠加分析模块，用于加权叠加计算各单元分类品质得分以及综合品质得分，获得城市绿道的分类品质评估结果和综合品质评估结果；
体检报告生成模块，用于根据各要素的健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
2.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，基础数据的类型包括公共服务、生态品质、网络结构、社会效益、经济效益和环境效益。
3.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，采用等时圈确定各段计算分析单元的服务范围。
4.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，在数据处理模块中，将基础数据分类为用于生成矢量型数据结果的第一基础数据和用于生成栅格型数据结果的第二基础数据；其中，
第一基础数据包括绿道网络分布线要素、城市绿地、水系与黑臭河涌数据、房价数据、运动轨迹数据和驿站设施poi数据，生成的矢量型数据结果包括：
利用空间句法对绿道网络分布线要素进行分析，根据运动轨迹数据和绿道网络分布线要素计算各段计算分析单元中城市环境健康活力值与网络结构指数；
将城市绿地、水系、黑臭河涌数据分别与各段计算分析单元的服务范围进行空间叠置，计算得到每个分析计算单元服务范围内的绿地面积BufGLm、水系面积BufWm、黑臭河涌面积BufDWm：
并计算绿道各计算分析单元服务范围内的绿地率RGLm、水域比RWm与河水治理程度RDWm：
其中，Ag、Aw、Adw分别表示绿地、水系、黑臭水体面积，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示空间对象X在R内，Am表示各段计算分析单元的服务范围面积；
将各段计算分析单元的服务范围和房价数据进行叠加，通过空间叠置分析，通过距离加权法计算各段计算分析单元服务范围内的房价均值BufHPm：
其中，HPm表示计算分析单元服务范围内的某poi房价，dm为相应poi与分析单元间距离；
第二基础数据包括土地利用栅格数据、设施poi数据和空气质量站点监测数据，生成的栅格型数据结果包括：
根据土地利用栅格数据计算单元格内的生物丰度F：
F＝0.11×Acultivated+.25×Aforest+.21×Agrass+.28×Awater
+.04×Aconstruction+.11×Aunutilized)/
其中，ACultivated表示耕地面积，Aforest表示森林面积，Agrass表示草地面积，Awater表示水域面积，Aconstruction表示建设用地面积，Aunutilized表示未利用地面积；
根据设施poi数据，利用Rosenblatt－Parzen核估计模型计算栅格单元内各设施poi的核密度，获得各设施poi的核密度空间分布栅格数据；
根据空气质量站点监测数据利用克里金插值模型计算市域内栅格单元的空气质量，获得空气质量分布栅格数据。
5.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，对各要素进行分级评估包括：对矢量型数据采用数值型直观评估规则，对栅格型数据采用等级型赋值评估规则。
6.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，计算各要素的健康评估结果的步骤具体为：
将城市常住人口密度数据与各段计算分析单元的服务范围数据叠加，利用以下公式计算得到绿道各单元的常驻人口数量BufPm：
BufPm＝Pn∈R
其中，Pn表示栅格内的人口数，R表示各段计算分析单元的服务范围集合，X∈R表示栅格对象X在R之内；
计算各段计算分析单元的绿道享有人均区位熵LQgm：
其中，Lm表示各段计算分析单元服务范围内的绿道空间总长度，xm表示各段计算分析单元中各要素的分级评估结果，Lq表示城市q范围内绿道空间的总长度，为城市q范围内所有计算分析单元各要素的分级评估结果的平均值，Pq为城市q范围内城市总常住人口；
将计算结果划分为多个等级并分别赋分，得到各要素的健康评估结果。
7.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，采用主客观赋值法对各要素的健康评估结果进行叠加，采用ArcGIS地图代数计算器进行空间统计，将多因子综合成各段计算分析单元的分类品质和综合品质值，并对其进行重分类，采用自然断点法划分为自然数1-4作为各段计算分析单元的绿道健康指数，获取分类品质评估结果和综合品质评估结果；
各要素的健康评估结果Xn为各段计算分析单元xm的空间集合，即：
Xn＝{x1,x2,x3,x4,……xm-1,xm}
其中，n为参与评估的要素数量；
主客观赋值法指为确保加权结果更加准确客观的反映各要素在品质体检中的重要程度，采用层次分析法同熵权法相结合的加权赋值方法，具体利用下式进行计算：
其中，Wn表示各目标指标的最终权重，αn表示层次分析法计算所得的权重，βn表示熵权法计算所得的权重；
En＝-ln(m)-1∑pmnln pmn
若pmn＝，则定义
其中，En表示信息熵，pmn表示第m段计算分析单元中得分在第n个指标中所占的比例，Xmn表示第m段计算分析单元的第n个要素的得分。
8.根据权利要求1所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，分类品质评估结果包括基本品质评估结果和效益价值评估结果；其中，
基本品质评估结果包括生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果和公共服务水平健康评估结果；
利用以下公式计算单个计算分析单元的基本品质评估结果：
M＝R1X1+R2X2+R3X3
X1＝k1a1+k2a2+k3a3+k4a4+k5a5+k6a6
X2＝p1b1+p2b2+p3b3
X3＝q1c1+q2c2+q3c3+q4c4+q5c5+q6c6+q7c7+q8c8+q9c9
其中，X1、X2、X3分别表示生态品质健康评估结果、网络结构健康评估结果、公共服务水平健康评估结果，R1、R2、R3分别表示生态品质、网络结构、公共服务水平在基本品质健康评估体系中的权重；a1表示生态承载力得分，a2表示绿地率得分，a3表示斑块衔接度得分，a4表示景观破碎度得分，a5表示景观多样性得分，a6表示水域比率得分，k1、k2、k3、k4、k5、k6分别表示生态品质上不同的指标权重；b1表示网络穿行性得分，b2表示网络接近性得分，b3表示网络关联性得分，p1、p2、p3为网络结构上不同的指标权重；c1表示驿站设施服务水平得分，c2表示公共卫生间服务水平得分，c3表示健身设施服务水平得分，c4表示车辆停放设施服务水平得分，c5表示监控设施服务水平得分，c6表示照明设施服务水平得分，c7表示信息指示标志服务水平得分，c8表示无障碍设施服务水平得分，c9表示共享单车租借服务水平得分，q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8、q9表示公共服务水平上不同的指标权重。
9.根据权利要求8所述的一种针对城市绿道建设成效的综合评价系统，其特征在于，综合品质评估结果为基本品质评估结果和效益价值评估结果的叠加结果，利用以下公式计算单个计算分析单元的综合品质评估结果Z：
Z＝M×hk1+N×hk2
其中，hk1、hk2分别为基本品质评估结果、效益价值评估结果的权重；
效益价值评估结果通过以下公式计算得到：
N＝T1X4+2X5+3X6
X4＝1d1+2d2+3d3
X5＝1e1+2e2+3e3+4e4
X6＝1f1+2f2+3f3
其中，x4、X5、X6分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益，T1、T2、T3分别表示目标指标在环境上、社会上、经济上的整体效益所占综合效益的权重；d1表示生物丰度得分，d2表示空气质量得分，d3表示河水治理状况得分，h1、h2、h3分别表示生态效益上不同的目标指标权重；e1表示环境健康得分，e2表示交通便捷度得分，e3表示空间活力得分，e4表示休闲设施聚集度得分，w1、w2、w3、w4分别表示社会效益上不同的目标指标权重；f1表示计算分析单元服务范围内房价得分，f2表示经济活跃度得分，f3表示商业聚集度得分，v1、v2、v3分别表示经济效益上不同的目标指标权重。
10.一种针对城市绿道建设成效的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立要评价的城市绿道的拓扑结构，在拓扑结构中对所述城市绿道进行断点，划分为m段计算分析单元；
确定所述城市绿道的综合评价要素，获取与综合评价要素相应的基础数据，建立绿道专题地理基础信息数据库；
S2：确定各计算分析单元的服务范围，将各服务范围与基础数据进行空间叠置分析，得到各计算分析单元的要素数据分析结果；
S3：对步骤S2处理后的基础数据进行栅格数据与矢量数据重分类，对各要素进行分级评估，获得各要素的分级评估结果；
S4：根据城市人口密度数据和各要素分级评估结果，结合城市绿道的人群潜在使用需求计算绿道各要素的健康评估结果；
加权叠加计算各单元分类品质值以及综合品质值，获得分类品质评估结果和综合品质评估结果；
S5：根据各要素健康评估结果、分类品质评估结果和综合品质评估结果生成城市绿道体检报告作为城市绿道建设成效的综合评价结果。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN118228936A (zh) * 2024-05-23 2024-06-21 北京建筑大学 一种城市健康社区空间智能评估方法及系统

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