CN117314178A - 生态安全格局构建方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生态安全格局技术领域，公开了一种生态安全格局构建方法、装置、设备及存储介质。该方法包括获取国土变更调查数据、遥感影像数据及安全底线数据；基于MSPA根据国土变更调查数据和遥感影像数据确定备选生态源地；对备选生态源地进行重要性评价和敏感性评价，筛选目标生态源地；根据安全底线数据修正生态阻力面因子，基于最小累计阻力模型和修正后的生态阻力面因子得到生态廊道；分析生态廊道得到生态廊道的生态战略点；根据目标生态源地、生态廊道和生态战略点形成目标生态安全格局。本发明中通过耦合MSPA和生态系统重要性评价，提高生态源地的识别准确率。基于安全底线数据修正生态阻力面因子，提升所识别生态廊道的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及生态安全格局技术领域，尤其涉及一种生态安全格局构建方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
生态安全格局是指规划区域内潜在的生态系统安全空间格局。当前，构建生态安全格局的模式逐步完善，较多采用“源地-廊道”的方式识别并构建生态安全格局，包括确定生态源地、识别生态廊道等，初步构成了生态安全格局的范式。然而，现有生态安全格局构建方式中，在完善生态安全格局构建体系同时还存在着基于遥感影像解译土地利用类型不准确、影响生物迁徙的底线指标考虑不全等问题，导致无法准确地构建生态系统安全空间格局。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种生态安全格局构建方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有遥感影像解译不准确、生物迁徙指标考虑不全导致无法准确地构建生态系统安全空间格局的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种生态安全格局构建方法，包括：
获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
在一些实施例中，所述基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地，包括：
根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的土地利用类型；
基于预设地图工具将所述土地利用类型转换为土地利用二进制的栅格数据；
基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地；
基于预设连通性算法确定所述潜力生态源地的整体连通性指数，将所述整体连通性指数大于预设指数阈值的所述潜力生态源地作为备选生态源地。
在一些实施例中，所述基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地，包括：
基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，得到预设景观要素的分类结果；
从所述预设景观要素的分类结果中提取核心区，并将所述核心区作为初始生态源地；
对所述初始生态源地进行筛选处理，以剔除不满足预设源地面积要求的初始生态源地，获得潜力生态源地。
在一些实施例中，所述对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地，包括：
对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果；
基于预设地图工具将所述生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果叠加分析，以获得叠加后的生态保护重要性冷热区域；
基于热点分析工具识别所述叠加后的生态保护重要性冷热区域，以获得极重要区并将所述极重要区作为目标生态源地。
在一些实施例中，所述根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子，包括：
根据所述安全底线数据提取底线管控要素，并根据所述底线管控要素修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；其中，所述修正后的生态阻力面因子包括高程、坡度、土地利用类型、MSPA景观类型、距城镇用地距离、洪涝风险等级、水土流失风险等级、距历史文物距离。
在一些实施例中，所述基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道，包括：
对所述修正后的生态阻力面因子进行赋权，以获得阻力面权重表；
基于最小累计阻力模型和所述阻力面权重表构建最小阻力面，以提取潜在生态廊道；
基于电流理论对所述潜在生态廊道进行中心性计算，以获得中心性计算结果；
根据所述中心性计算结果对所述潜在生态廊道进行重要性分级，以获得生态廊道。
在一些实施例中，所述分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点，包括：
基于预设地图工具网络分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态薄弱点；
基于电流理论检测所述生态廊道的重要屏障，以识别所述生态廊道的生态障碍点；
基于夹点映射工具对所述生态廊道进行野生动物栖息地连通性分析，以识别所述生态廊道的生态夹点；
根据所述生态薄弱点、生态障碍点和生态夹点构建生态战略点。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种生态安全格局构建装置，包括：
数据采集模块，用于获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
源地识别模块，用于基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
源地评价模块，用于对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
因子修正模块，用于根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
廊道识别模块，用于基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
战略点识别模块，用于分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
格局构建模块，用于根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种生态安全格局构建设备，所述生态安全格局构建设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的生态安全格局构建程序，所述生态安全格局构建程序配置为实现如上文所述的生态安全格局构建方法。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质存储有生态安全格局构建程序，所述生态安全格局构建程序用于使处理器执行时实现如上文所述的生态安全格局构建方法。
本发明通过获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。本发明中，通过耦合预设形态学空间格局分析法(MSPA)和生态系统重要性评价和生态敏感性评价，提高生态源地的识别准确率从而筛选出目标生态源地。基于安全底线数据的底线管控思维，构建基于流域规划的修正后的生态阻力面因子，提升所识别生态廊道的科学性与可靠性，实现准确识别生态源地和构建景观阻力面的生态阻力面因子，提高了整个生态安全格局构建的合理性、可靠性以及准确性，解决了现有遥感影像解译不准确、生物迁徙指标考虑不全导致无法准确地构建生态系统安全空间格局的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的生态安全格局构建设备的结构示意图；
图2为本发明生态安全格局构建方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明生态安全格局构建方法的整体流程示意图；
图4为本发明生态安全格局构建方法中生态网络图；
图5为本发明生态安全格局构建方法中生态安全格局图；
图6为本发明生态安全格局构建方法第二实施例的流程示意图；
图7为本发明生态安全格局构建装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的生态安全格局构建设备结构示意图。
如图1所示，该生态安全格局构建设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)接口))。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM存储器)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-VolatileMemory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对生态安全格局构建设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及生态安全格局构建程序。
在图1所示的生态安全格局构建设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明生态安全格局构建设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在生态安全格局构建设备中，所述生态安全格局构建设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的生态安全格局构建程序，并执行本发明实施例提供的生态安全格局构建方法。
本发明实施例提供了一种生态安全格局构建方法，参照图2，图2为本发明一种生态安全格局构建方法第一实施例的流程示意图。
如图2所示，所述生态安全格局构建方法，包括：
步骤S100：获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
步骤S200：基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
步骤S300：对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
步骤S400：根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
步骤S500：基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
步骤S600：分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
步骤S700：根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
需要说明的是，本实施例中的执行主体可为生态安全格局构建设备，该生态安全格局构建设备可为具有数据处理功能的计算机设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以计算机设备为例进行说明。
可以理解的是，本实施例以对甲省乙市进行生态安全格局构建为例进行说明。具体地，获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据。参考图3所示数据基础部分：收集甲省乙市区域的国土变更调查数据、遥感影像数据，流域综合治理与统筹发展规划中水安全、水环境、生态、粮食、文物等安全底线数据。
示例性地，国土变更调查数据包括但不限于三调成果数据、基础测绘数据、资源调查数据和资源感知数据。三调成果数据包括但不限于土地利用现状调查成果(例如耕地、园地、林地、草地等农用地的数量、分布及质量状况，查清城市、建制镇、村庄、独立工矿、水域及水利设施用地等各类土地的分布和利用现状)的数据；基础测绘数据包括但不限于基础地理、影像图、地形图等数据；资源调查数据包括但不限于地理国情普查、水资源调查、森林资源调查、湿地资源调查、海洋资源调查、矿产资源调查、地质及环境调查等数据；资源感知数据包括但不限于水环境质量监测、大气环境质量监测等数据。
在一实施例中，基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地，包括：根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的土地利用类型；基于预设地图工具将所述土地利用类型转换为土地利用二进制的栅格数据；基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地；基于预设连通性算法确定所述潜力生态源地的整体连通性指数，将所述整体连通性指数大于预设指数阈值的所述潜力生态源地作为备选生态源地。
示例性地，参考图3所示生态网络格局构建中选取生态源地部分，一部分根据根据国家用地用海分类标准，将土地利用现状数据进行分类，从而提取生态空间。另一部分开展生态保护重要性评价，包括生态系统服务功能重要性、生态敏感性评价等，利用热点分析识别叠加后的生态保护重要性的冷热区域，结合上述两部分操作提取核心区并筛选生态源地。
具体地，根据国家用地用海分类标准，将土地利用现状数据例如国土变更调查数据和遥感影像数据进行分类，将土地利用类型划分为林地、草地、水域及湿地、园地、耕地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、其他土地。预设地图工具包括但不限于常用的地理信息系统软件ArcGIS。选取林地、湖泊、水库及湿地作为前景数据，其余景观类型作为背景。在ArcGIS中利用转换工具，生成土地利用二进制的栅格数据，并对其前景数据赋值“2”，背景数据赋值“1”，无数据处赋值“0”。
可以理解的是，相较于基于遥感影像数据解译土地利用类型的方式，本实施例根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的土地利用类型，国土变更调查数据更加详实准确，本实施例具有解译土地利用类型更准确的优势，进而提高识别生态源地准确性。
在一实施例中，基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地，包括：基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，得到预设景观要素的分类结果；从所述预设景观要素的分类结果中提取核心区，并将所述核心区作为初始生态源地；对所述初始生态源地进行筛选处理，以剔除不满足预设源地面积要求的初始生态源地，获得潜力生态源地。
示例性地，采用Guidos Toolbox软件中的形态学空间格局分析法(Morphologicalspatial pattern analysis，MSPA)对土地利用二进制的栅格数据进行分析，得到核心区、孤岛、空隙、边缘区、桥接区、环道、支线、背景等八种景观要素的分类结果。将核心区作为初始生态源地，剔除初始生态源地中部分面积较小、细碎的图斑，获得潜力生态源地。
具体地，基于预设连通性算法确定所述潜力生态源地的整体连通性指数，将所述整体连通性指数大于预设指数阈值的所述潜力生态源地作为备选生态源地：基于Conefor计算潜力生态源地的整体连通性，将连通性强的图斑即连通重要性(dPC)高的图斑作为备选生态源地，预设连通性算法以公式表达为：
其中，IIC为整体连通性指数，PC为可能连通性，dPC为连接重要性，n为斑块总数量，ai为斑块的面积，n1ij为斑块到的连接数，p* ij为物种在斑块i和j之间直接迁徙扩散的最大概率，A为景观总面积，PCremove为将随机斑块剔除后的景观连接度。
在具体实施中，如表1所示，根据MSPA分析结果可知甲省乙市的景观要素面积为21855.48公顷，占市域面积15.54％。其中，核心区面积为13831.52公顷，占市域面积9.83％；孤岛面积2269.08公顷，占市域面积1.61％；孔隙面积276.94公顷，占市域面积0.20％；边缘区面积4362.02公顷，占市域面积3.10％；环道区面积426.47公顷，占市域面积0.30％；桥接区688.64公顷，占市域面积0.49％；支线面积0.81公顷，占市域面积0.00％。
表1甲省乙市景观要素类型面积及占比情况
在具体实施中，提取核心区作为初始生态源地，剔除部分面积较小、细碎的图斑，作为潜力生态源地，利用Conefor计算潜力生态源地的整体连通性，将连通性强的图斑作为生态源地。例如，甲省乙市初始生态源地数量为1417个，将面积小于10公顷的图斑剔除，得到103个潜力生态源地。甲省乙市初始生态源地数量为1417个，将面积小于10公顷的图斑剔除，得到103个潜力生态源地。利用Conefor计算潜力生态源地的整体连通性后，得到极重要斑块数量4个，面积为2780.96公顷；重要斑块面积6个，面积2036.26公顷；一般斑块12个，面积3223.91公顷；低斑块14个，面积1933.85公顷；极低斑块67个，面积2883.52公顷。
在一实施例中，对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地，包括：对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果；基于预设地图工具将所述生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果叠加分析，以获得叠加后的生态保护重要性冷热区域；基于热点分析工具识别所述叠加后的生态保护重要性冷热区域，以获得极重要区并将所述极重要区作为目标生态源地。
示例性地，如表2所示，生态保护重要性包括生态系统服务重要性和生态敏感性，其中生态系统服务功能重要性包括水源涵养、水土保持、生物多样性、防风固沙等重要性评价；生态敏感性评价包括水土流失、土地沙化等敏感性评价。取各单项结果的最高等级作为生态系统服务功能重要性、生态敏感性等级，再利用ArcGIS工具将生态系统重要性和生态敏感性评价结果进行叠加分析，生态系统服务功能越重要，生态敏感性越高，且生态系统完整性越好，生物保护重要性等级越高。
表2生态保护重要性指标因子
在具体实施中，以进行连通性分析后的潜力生态源地为基础，结合生态保护性评价中分析出的极重要区，利用空间分析模块中的热点分析工具识别叠加后的生态保护重要性冷热区域，识别为生态源地。利用ArcGIS分析，甲省乙市生态保护极重要区面积为258.05平方千米。利用空间分析模块中的热点分析工具识别叠加后的生态保护重要性冷热区域，识别为生态源地。以进行连通性分析后的潜力生态源地为基础，结合生态保护性评价中分析出的极重要区，最终识别出生态源地数量给46个，总面积10601.10公顷。
在一实施例中，根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子，包括：根据所述安全底线数据提取底线管控要素，并根据所述底线管控要素修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；其中，所述修正后的生态阻力面因子包括高程、坡度、土地利用类型、MSPA景观类型、距城镇用地距离、洪涝风险等级、水土流失风险等级、距历史文物距离。
示例性地，参考图3所示构建景观阻力面(Invest模型)部分，通过水安全底线数据增加洪涝风险等级，通过水环境底线数据和粮食安全底线数据补充土地利用类型，通过生态安全底线数据增加MSPA景观类型和水土流失风险等级，通过文物安全底线数据增加距离历史遗址距离。
具体地，根据流域综合治理与统筹发展规划中的安全底线数据提取底线管控要素，安全底线数据包括但不限于水安全底线数据、水环境底线数据、生态安全底线数据、粮食安全底线数据以及文物安全底线数据等。底线管控要素包括但不限于水安全、水环境、生态、粮食、文物等管控要素。根据底线管控要素修正生态阻力面因子，生态阻力面因子增加洪涝风险等级、水土流失风险等级等因子。
可以理解的是，最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道。提取生态廊道的公式为：
其中，MCR为最小累积阻力值，f为未知的单调递增函数用于反映累积阻力值与景观生态过程的正相关关系，m为景观单元的数量，n为生态源地j的数量，Dij为物种从生态源地j到空间某一点所穿越的基面i的空间距离，Ri为对某物种运动过程的综合阻力系数。
示例性地，利用linkage mapper工具，构建最小阻力面，提取潜在的生态廊道路径。基于电流理论应用Centrality Mapper工具，对识别的潜在生态廊道进行中心性计算，根据中心性对生态廊道进行重要性分级，筛选去除不重要的生态廊道。利用中心性和廊道质量综合计算，分别将中心性的分值和廊道质量分值进行归一化计算，再计算廊道等级的综合评分，利用综合评分对生态廊道进行等级划分。在具体实施中，甲省乙市利用linkagemapper工具构建阻力面提取出112条潜在生态廊道。将112条生态廊道进行综合分值计算，最低分为0.058，最高分为0.810，将其分为3级廊道。
具体地，归一化计算、综合评分计算公式为：
其中，Xnew为归一化值，X为归一化前数值，Xmin为最小值，Xmax为最大值；S为综合评分，Xnew质量为廊道质量归一化值，Xnew中心性为中心性归一化值。
在一实施例中，分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点，包括：基于预设地图工具网络分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态薄弱点；基于电流理论检测所述生态廊道的重要屏障，以识别所述生态廊道的生态障碍点；基于夹点映射工具对所述生态廊道进行野生动物栖息地连通性分析，以识别所述生态廊道的生态夹点；根据所述生态薄弱点、生态障碍点和生态夹点构建生态战略点。
在一示例中，采用预设地图工具例如ArcGIS的网络分析生态廊道，识别生态薄弱点。其中，生态薄弱点位于生态廊道最为薄弱之处，例如2条或多条生态廊道汇合处、生态廊道与道路的相交处、不同道路的相交处等。通过应识别生态廊道的交点得到生态薄弱点。
具体地，基于电流理论，利用BarrierMapper工具，检测影响生态廊道质量位置的重要屏障，识别生态障碍点。
示例性地，采用夹点映射工具例如Pinchpoint Mapper工具，分析区域野生动物栖息地连通性分析，识别和绘制成本最低的廊道上的的瓶颈点(或称为生态夹点、踏脚石)。
在具体实施中，参考图4和图5，通过ArcGIS软件中的网络分析工具，同时剔除重复的点，识别出甲省乙市生态薄弱点共41个。甲省乙市高障碍区域共129个，总面积70.77平方公里。生态障碍点是影响区域内生态流运行的障碍点，通过对障碍点进行一定的修复，可明显增强区域内的景观源地连通性，是未来生态修复中需要重点关注的区域。甲省乙市识别出生态夹点区域379.05平方公里，生态夹点是生物迁徙过程中流经此地区的可能性较高或极为频繁，或为生物流动必经之地，无其他可替代的路径，若移除或破坏夹点，会对生态稳定造成较大影响。
在一实施例中，根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。参考图3所示生态安全格局优化部分，根据分析得到的目标生态源地、生态廊道和生态战略点等，结合甲省乙市的城镇发展战略、国土空间生态修复规划等，修正与调整生态网络，补充规划生态廊道与生态战略节点，构建116条生态廊道、49个生态战略点的生态网络(例如图4和图5所示)，形成最终的生态安全格局即目标生态安全格局。
需要说明的是，上述基于生态安全格局构建方法实施例中结合生态保护红线、自然保护地等重要生态单元的操作可以提高格局构建完整性，结合小流域单元、行政区划边界的操作可以提高格局构建可实施性，调整优化细碎图斑的操作可以提高格局构建合理性，最终形成规划区域的生态安全格局。
本实施例通过获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；基于预设形态学空间格局分析法根据国土变更调查数据和遥感影像数据确定预设区域的备选生态源地；对备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据评价结果从备选生态源地中筛选出目标生态源地；根据安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；基于最小累计阻力模型和修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；分析生态廊道，以识别生态廊道的生态战略点；根据目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。本实施例中，通过耦合预设形态学空间格局分析法(MSPA)和生态系统重要性评价和生态敏感性评价，提高生态源地的识别准确率从而筛选出目标生态源地。基于安全底线数据的底线管控思维，构建基于流域规划的修正后的生态阻力面因子，提升所识别生态廊道的科学性与可靠性，实现准确识别生态源地和构建景观阻力面的生态阻力面因子，提高了整个生态安全格局构建的合理性、可靠性以及准确性，解决了现有遥感影像解译不准确、生物迁徙指标考虑不全导致无法准确地构建生态系统安全空间格局的技术问题。
在一些实施例中，如图6所示，基于第一实施例提出本发明基于生态安全格局构建方法第二实施例，所述步骤S400，包括：
步骤S401：根据所述安全底线数据提取底线管控要素，并根据所述底线管控要素修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；其中，所述修正后的生态阻力面因子包括高程、坡度、土地利用类型、MSPA景观类型、距城镇用地距离、洪涝风险等级、水土流失风险等级、距历史文物距离。
在具体实施中，流域综合治理与统筹发展规划中水安全底线数据包括但不限于水资源用水总量、水资源开发利用率、地表水用水量、地下水开采量、降雨量以及生态基流量等；水环境底线数据包括但不限于水质监测数据等；生态安全底线数据包括但不限于生态保护红线、自然保护地以及重点生态功能区等；粮食安全底线数据包括但不限于永久基本农田保护红线、耕地保护目标以及高标准农田等；文物安全底线数据包括但不限于文物保护单位范围、城市紫线以及历史文化资源数据等。
示例性地，通过水安全底线数据增加洪涝风险等级，通过水环境底线数据和粮食安全底线数据补充土地利用类型，通过生态安全底线数据增加MSPA景观类型和水土流失风险等级，通过文物安全底线数据增加距离历史遗址距离。
在一实施例中，基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道，包括：对所述修正后的生态阻力面因子进行赋权，以获得阻力面权重表；基于最小累计阻力模型和所述阻力面权重表构建最小阻力面，以提取潜在生态廊道；基于电流理论对所述潜在生态廊道进行中心性计算，以获得中心性计算结果；根据所述中心性计算结果对所述潜在生态廊道进行重要性分级，以获得生态廊道。
具体地，对所述修正后的生态阻力面因子进行赋权，以获得阻力面权重表，各因子的权重如下表3：
表3阻力因子赋值及权重
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本实施例中，根据流域综合治理与统筹发展规划中的安全底线数据提取底线管控要素，底线管控要素包括但不限于水安全、水环境、生态、粮食、文物等管控要素。根据底线管控要素修正生态阻力面因子，生态阻力面因子增加洪涝风险等级、水土流失风险等级等因子。通过基于安全底线数据的底线管控思维，构建基于流域规划的修正后的生态阻力面因子，提升所识别生态廊道的科学性与可靠性，实现准确识别生态源地和构建景观阻力面的生态阻力面因子，提高了整个生态安全格局构建的合理性、可靠性以及准确性。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有生态安全格局构建程序，所述生态安全格局构建程序被处理器执行时实现如上文所述的生态安全格局构建方法的步骤。
参照图7，图7为本发明生态安全格局构建装置第一实施例的结构框图。
如图7所示，所述生态安全格局构建装置，包括：
数据采集模块10，用于获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
源地识别模块20，用于基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
源地评价模块30，用于对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
因子修正模块40，用于根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
廊道识别模块50，用于基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
战略点识别模块60，用于分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
格局构建模块70，用于根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
本实施例中数据采集模块10，用于获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；源地识别模块20，用于基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；源地评价模块30，用于对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；因子修正模块40，用于根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；廊道识别模块50，用于基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；战略点识别模块60，用于分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；格局构建模块70，用于根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。本实施例中，通过耦合预设形态学空间格局分析法(MSPA)和生态系统重要性评价和生态敏感性评价，提高生态源地的识别准确率从而筛选出目标生态源地。基于安全底线数据的底线管控思维，构建基于流域规划的修正后的生态阻力面因子，提升所识别生态廊道的科学性与可靠性，实现准确识别生态源地和构建景观阻力面的生态阻力面因子，提高了整个生态安全格局构建的合理性、可靠性以及准确性，解决了现有遥感影像解译不准确、生物迁徙指标考虑不全导致无法准确地构建生态系统安全空间格局的技术问题。
另外，未在本生态安全格局构建装置实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的应用于如上文所述的生态安全格局构建方法，此处不再赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种生态安全格局构建方法，其特征在于，所述生态安全格局构建方法，包括：
获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
2.如权利要求1所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地，包括：
根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的土地利用类型；
基于预设地图工具将所述土地利用类型转换为土地利用二进制的栅格数据；
基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地；
基于预设连通性算法确定所述潜力生态源地的整体连通性指数，将所述整体连通性指数大于预设指数阈值的所述潜力生态源地作为备选生态源地。
3.如权利要求2所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，以获得潜力生态源地，包括：
基于预设形态学空间格局分析法对所述栅格数据进行分析，得到预设景观要素的分类结果；
从所述预设景观要素的分类结果中提取核心区，并将所述核心区作为初始生态源地；
对所述初始生态源地进行筛选处理，以剔除不满足预设源地面积要求的初始生态源地，获得潜力生态源地。
4.如权利要求1所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地，包括：
对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果；
基于预设地图工具将所述生态系统重要性评价结果和生态敏感性评价结果叠加分析，以获得叠加后的生态保护重要性冷热区域；
基于热点分析工具识别所述叠加后的生态保护重要性冷热区域，以获得极重要区并将所述极重要区作为目标生态源地。
5.如权利要求1所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子，包括：
根据所述安全底线数据提取底线管控要素，并根据所述底线管控要素修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；其中，所述修正后的生态阻力面因子包括高程、坡度、土地利用类型、MSPA景观类型、距城镇用地距离、洪涝风险等级、水土流失风险等级、距历史文物距离。
6.如权利要求5所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道，包括：
对所述修正后的生态阻力面因子进行赋权，以获得阻力面权重表；
基于最小累计阻力模型和所述阻力面权重表构建最小阻力面，以提取潜在生态廊道；
基于电流理论对所述潜在生态廊道进行中心性计算，以获得中心性计算结果；
根据所述中心性计算结果对所述潜在生态廊道进行重要性分级，以获得生态廊道。
7.如权利要求1所述的生态安全格局构建方法，其特征在于，所述分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点，包括：
基于预设地图工具网络分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态薄弱点；
基于电流理论检测所述生态廊道的重要屏障，以识别所述生态廊道的生态障碍点；
基于夹点映射工具对所述生态廊道进行野生动物栖息地连通性分析，以识别所述生态廊道的生态夹点；
根据所述生态薄弱点、生态障碍点和生态夹点构建生态战略点。
8.一种生态安全格局构建装置，其特征在于，所述生态安全格局构建装置，包括：
数据采集模块，用于获取预设区域的国土变更调查数据、遥感影像数据以及安全底线数据；
源地识别模块，用于基于预设形态学空间格局分析法根据所述国土变更调查数据和遥感影像数据确定所述预设区域的备选生态源地；
源地评价模块，用于对所述备选生态源地进行生态系统重要性评价和生态敏感性评价，以获得评价结果，并根据所述评价结果从所述备选生态源地中筛选出目标生态源地；
因子修正模块，用于根据所述安全底线数据修正生态阻力面因子，以确定修正后的生态阻力面因子；
廊道识别模块，用于基于最小累计阻力模型和所述修正后的生态阻力面因子构建最小阻力面，以提取生态廊道；
战略点识别模块，用于分析所述生态廊道，以识别所述生态廊道的生态战略点；
格局构建模块，用于根据所述目标生态源地、生态廊道和生态战略点修正与调整生态网络，以形成目标生态安全格局。
9.一种生态安全格局构建设备，其特征在于，所述生态安全格局构建设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的生态安全格局构建程序，所述生态安全格局构建程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的生态安全格局构建方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有生态安全格局构建程序，所述生态安全格局构建程序用于使处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的生态安全格局构建方法。
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