CN117436708B - 国土空间规划风险评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了国土空间规划风险评估方法，属于国土空间规划技术领域。该国土空间规划风险评估方法包括以下步骤：确定国土空间规划的评估单元，构建国土空间规划风险评估指标体系；收集国土空间规划风险评估所需的数据，生成对应评估单元的风险评估的空间数据库；确定各指标的权重，构建对应评估单元的风险评估的指标矩阵；基于构建的指标矩阵对研究区域的各评估单元进行风险等级划分；综合各指标的权重，计算出各评估单元的风险综合评分；对国土空间规划风险评估的结果进行分析和应对；识别风险的主要来源、关键区域、重点类型和影响因素，提出风险的预警和防范措施。
Description
技术领域
本申请涉及国土空间规划技术领域，具体为国土空间规划风险评估方法。
背景技术
随着城市化进程的加速和经济社会的快速发展，国土空间规划变得愈加复杂，面临着更多潜在的风险和挑战。有效的国土空间规划风险评估方法对于合理决策和规划的制定至关重要。传统的国土空间规划评估方法往往过于依赖专家经验，缺乏科学性和系统性，难以全面准确地揭示潜在的风险因素和空间分布情况，具体表现在以下几个方面。
传统的国土空间规划风险评估通常采用手工方法，专家根据经验和知识对规划区域进行评估，存在主观性强、效率低、不易量化等问题，导致了评估结果的不确定性和不一致性。
传统方法在数据处理方面缺乏科学的手段，难以充分挖掘和利用各类数据。
传统的风险评估方法大多缺乏系统性和科学性，未能全面考虑规划区域内各个要素之间的复杂关联。
传统的评估方法在结果呈现方面较为单一，通常采用文字说明，难以形象生动地展示风险的空间分布和类型特征，从而制约了决策者对评估结果的深入理解和科学决策。
基于上述背景，本申请旨在提供国土空间规划风险评估方法，通过整合先进的数据处理技术、定性分析方法和系统性模型构建，以及先进的结果呈现技术，旨在克服传统方法的局限性，为国土空间规划提供更科学、准确、全面的风险评估手段。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本申请的目的在于针对上述问题，提供国土空间规划风险评估方法，包括以下步骤。
步骤1，确定国土空间规划的评估单元，构建国土空间规划风险评估指标体系。
步骤2，收集国土空间规划风险评估所需的数据，并对数据进行预处理操作，生成对应评估单元的风险评估的空间数据库。
步骤3，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析，确定各指标的权重，构建对应评估单元的风险评估的指标矩阵。
步骤4，基于构建的指标矩阵对研究区域的各评估单元进行风险等级划分，得到国土空间规划风险的空间分布情况。
步骤5，综合各指标的权重，计算出各评估单元的风险综合评分，并制作风险评估的空间分布图、风险类型图和风险因素图，形成风险评估的图表报告。
步骤6，对国土空间规划风险评估的结果进行分析和应对。
步骤7，分析风险的动态特征、空间特征、类型特征和影响特征，识别风险的主要来源、关键区域、重点类型和影响因素，提出风险的预警和防范措施。
进一步的，步骤1包括以下步骤。
根据国土空间规划的目标、范围和内容，确定适合风险评估的空间单元，确保单元的连续性、完整性和可比性。
根据风险评估的目的和要求，构建风险源-风险承受体-风险传导路径模型作为风险评估模型，明确风险评估的逻辑框架和分析流程。
根据风险评估模型的结构和参数，确定风险评估的指标体系，包括风险源指标、风险承受体指标和风险传导路径指标，以及风险后果指标、风险暴露指标和风险敏感性指标。
进一步的，步骤2包括以下步骤。
根据国土空间规划风险评估的目的和内容确定数据需求，并进行数据收集。
对收集到的数据进行格式转换、坐标转换、投影转换以及空间裁剪操作，使数据符合规划地区的空间范围和坐标系统；同时，对数据进行质量检查，发现并纠正数据错误和缺失。
根据风险评估的指标体系，对数据进行必要的预处理操作，包括数据分类、数据分级、数据加权、数据标准化、数据插值和数据融合；同时，对数据进行空间分析，生成风险评估所需的中间数据和结果数据。
根据风险评估的数据结构和数据关系，设计风险评估的空间数据库模型，并将预处理后的数据导入空间数据库，建立数据表之间的关联关系，完成风险评估的空间数据库的生成。
进一步的，步骤3中，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析包括以下步骤。
根据风险评估的目的和内容，制定定性分析的标准。
根据风险评估的指标体系，选择需要进行定性分析的指标。
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的定性分析的方法。
根据定性分析的方法，对风险评估的指标进行定性的描述和评价，得到定性分析的结果。
进一步的，步骤3中，确定指标的权重包括以下步骤。
根据风险评估的目的和内容，制定权重确定的标准。
根据风险评估的指标体系，选择需要进行权重确定的指标。
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的权重确定的方法。
根据权重确定的方法，对风险评估的指标进行权重的计算，得到权重确定的结果。
进一步的，步骤3中，指标矩阵的构建包括以下步骤。
根据风险评估的指标体系，确定指标矩阵的结构。
根据风险评估指标的定性分析结果和权重确定结果，确定指标矩阵的每个单元格的内容。
根据风险评估指标矩阵的结构和内容，确定指标矩阵的形式。
根据风险评估指标矩阵的形式，输出指标矩阵。
进一步的，步骤4包括以下步骤。
将各评估单元的风险评估指标数据导入GIS软件，生成相应的空间数据图层，包括风险源图层、风险承受体图层和风险传导路径图层。
根据风险评估指标的权重，对各空间数据图层进行加权叠加，得到各评估单元的风险综合评分图层。
根据风险综合评分的分布情况，采用等间距法对各评估单元的风险等级进行划分，得到风险等级图层。
进一步的，步骤5包括以下步骤。
构建判断矩阵，计算目标层、准则层、指标层的一致性比例，得出各指标的权重向量。
将各指标的权重向量和数据相乘，求和得到各评估单元的风险综合评分，按照得分的高低进行风险评估的排序。
将风险评估的综合得分在地图上进行渲染，形成风险评估的空间分布图以显示风险评估的区域差异和风险热点。
将风险评估的空间分布图和文字说明整合在一起，形成风险评估的图表报告，反映风险评估的过程和结果，为风险分析和应对提供依据和参考。
进一步的，步骤6包括以下步骤。
对国土空间规划风险评估的结果进行统计分析，计算各指标的平均值、标准差、最大值和最小值，绘制风险分布图、风险等级图和风险热点图，反映国土空间规划风险的总体水平、空间分布、动态变化特征。
对国土空间规划风险评估的结果进行关联分析，识别风险的主要影响因素、风险的传导机制和风险的协变性，以揭示风险的内在逻辑和规律。
对国土空间规划风险评估的结果进行对比分析，比较不同地区、不同类型与不同时间的风险评估结果，评价风险的相对水平、风险的优劣势、风险的演变方向。
对国土空间规划风险评估的结果进行应对分析，确定风险的应对策略、应对措施与应对优先级，制定风险的防范、降低与转移方案，提出风险的管理建议、风险的监测预警与风险的应急响应。
进一步的，步骤7包括以下步骤。
分析风险的动态特征，即风险的变化趋势和影响范围，判断风险的发展阶段和风险的传播速度，识别风险的主要来源和风险的关键因素。
分析风险的空间特征，即风险的空间分布和空间关联，判断风险的空间差异和空间依赖，识别风险的关键区域和风险的空间因素。
分析风险的类型特征，即风险的类型分类和类型特点，判断风险的类型差异和类型相似，识别风险的重点类型和风险的类型因素。
分析风险的影响特征，即风险的影响程度和影响方向，判断风险的影响大小和影响正负，识别风险的影响因素和风险的影响结果。
与现有技术相比，本申请至少具有如下技术效果或优点。
该国土空间规划风险评估方法构建了系统完整的评估指标体系，运用空间分析技术明确反映风险的空间分布，通过多种深入分析挖掘风险规律，制定针对性风险防范措施，实现了对国土空间利用风险的精确评估和科学管控。
附图说明
图1为本申请实施例公开的国土空间规划风险评估方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，国土空间规划风险评估方法，包括以下步骤。
步骤1，确定国土空间规划的评估单元，构建国土空间规划风险评估指标体系。
步骤2，收集国土空间规划风险评估所需的数据，并对数据进行预处理操作，生成对应评估单元的风险评估的空间数据库。
步骤3，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析，确定各指标的权重，构建对应评估单元的风险评估的指标矩阵。
步骤4，基于构建的指标矩阵对研究区域的各评估单元进行风险等级划分，得到国土空间规划风险的空间分布情况。
步骤5，综合各指标的权重，计算出各评估单元的风险综合评分，并制作风险评估的空间分布图、风险类型图和风险因素图，形成风险评估的图表报告。
步骤6，对国土空间规划风险评估的结果进行分析和应对。
步骤7，分析风险的动态特征、空间特征、类型特征和影响特征，识别风险的主要来源、关键区域、重点类型和影响因素，提出风险的预警和防范措施。
本实施例中，评估单元根据实际需求划定，可以是城市、区域，甚至可以是特定的规划项目；指标体系的构建需考虑多方面因素，包括自然环境、社会经济、生态保护等，以确保全面评估国土空间规划的风险；数据的收集包括卫星遥感数据、人口统计数据、地质地理信息数据等；预处理操作可以确保数据的质量和一致性；通过对各指标进行定性分析，明确其对国土空间规划风险的影响程度，进而确定各指标的权重，以反映其在整体评估中的重要性；指标矩阵反映了各评估单元在不同指标下的风险水平，从而实现对国土空间规划风险的空间分布情况的清晰呈现；对评估结果进行深入分析，识别主要的风险点和问题，以制定相应的规划调整或改进措施，以降低风险水平，确保规划的可行性和持续性；通过对风险进行深入分析，可以更好地理解风险的本质和发展趋势，为未来规划提供更为科学的参考。综上，该国土空间规划风险评估方法不仅可以帮助规划者全面了解规划风险的状况，还能为规划的决策提供科学依据，从而更好地保障国土空间规划的可持续性和稳定性。
进一步的，步骤1包括以下步骤。
根据国土空间规划的目标、范围和内容，确定适合风险评估的空间单元，确保单元的连续性、完整性和可比性。
根据风险评估的目的和要求，构建风险源-风险承受体-风险传导路径模型作为风险评估模型，明确风险评估的逻辑框架和分析流程。
根据风险评估模型的结构和参数，确定风险评估的指标体系，包括风险源指标、风险承受体指标和风险传导路径指标，以及风险后果指标、风险暴露指标和风险敏感性指标。
步骤1是该国土空间规划风险评估方法中的关键步骤，其目的是在明确规划目标、范围和内容的基础上，构建适合风险评估的空间单元，建立风险评估模型，并确定相应的指标体系，其中：确保规划目标清晰具体，包括经济发展、生态保护、社会公平等方面的内容，有助于明确定义适合风险评估的空间单元，以覆盖规划的各个重要方面；确保选定的空间单元在地理上是连续的，同时在规划的范围内具有完整性，以综合考虑各类风险因素对整体规划的影响；确保选择的空间单元在不同地区或时间段具有可比性，以便进行跨地区或跨时段的风险比较和评估；识别潜在的风险源，包括自然灾害、人为活动、资源利用等，建立风险源的数据库，并对其进行分析；确定可能受到影响的风险承受体，如城市、农田、水域等，考虑其特征和功能，量化其对风险的敏感性；建立风险传导路径，明确风险从源头传导至承受体的途径，包括空间相互作用、生态系统关联等因素；风险源指标包括潜在风险源的强度、频率、概率等指标，用于评估各个风险源的贡献程度；风险承受体指标包括承受体的脆弱性、可恢复性、重要性等指标，用于评估各个承受体对风险的响应能力；风险传导路径指标包括路径的长度、传导速度、传导途径的复杂性等指标，用于评估风险传导的程度和途径；风险后果指标包括风险事件发生后的影响程度、范围、持续时间等指标，用于评估风险事件的实际后果；风险暴露指标包括承受体暴露于风险的时间、程度等指标，用于评估承受体受到风险的程度；风险敏感性指标包括规划目标对风险的敏感性、变化趋势等指标，用于评估规划目标对风险的响应情况。综上，步骤1不仅涵盖了国土空间规划的具体目标和范围，还明确了评估的空间单元选择标准、建立了风险评估模型，以及确定了详细的指标体系，有助于提高评估的准确性和全面性，为后续的风险评估提供了坚实的基础。
风险源-风险承受体-风险传导路径模型是一种用于分析和评估风险的传播过程和影响结果的模型，该模型认为：风险是由风险源产生的，风险源是指可能引发风险的事物或事件；风险承受体是指受到风险影响的对象；风险传导路径是指风险从风险源向风险承受体传播的途径和方式。该模型可以用来识别风险的来源、类型、程度、后果和应对策略，为风险管理提供参考和依据，主要用以下的公式来表示：风险综合评分=风险源指标×风险源权重+风险承受体指标×风险承受体权重+风险传导路径指标×风险传导路径权重，其中，风险源指标、风险承受体指标和风险传导路径指标是根据风险评估的目的和内容选择的评价因素，风险源权重、风险承受体权重和风险传导路径权重是根据风险评估的标准和方法确定的评价因素的相对重要性。例如，如果风险源指标包括自然灾害风险、生态环境风险、社会经济风险和规划实施风险，风险承受体指标包括人口密度、经济密度、生态敏感度和规划敏感度，风险传导路径指标包括贸易联系、金融联系、信息联系和交通联系，那么风险综合评分的公式可以写为：风险综合评分=自然灾害风险×自然灾害风险权重+生态环境风险×生态环境风险权重+社会经济风险×社会经济风险权重+规划实施风险×规划实施风险权重+人口密度×人口密度权重+经济密度×经济密度权重+生态敏感度×生态敏感度权重+规划敏感度×规划敏感度权重+贸易联系×贸易联系权重+金融联系×金融联系权重+信息联系×信息联系权重+交通联系×交通联系权重。
进一步的，步骤2包括以下步骤。
根据国土空间规划风险评估的目的和内容确定数据需求，并进行数据收集。
对收集到的数据进行格式转换、坐标转换、投影转换以及空间裁剪操作，使数据符合规划地区的空间范围和坐标系统；同时，对数据进行质量检查，发现并纠正数据错误和缺失。
根据风险评估的指标体系，对数据进行必要的预处理操作，包括数据分类、数据分级、数据加权、数据标准化、数据插值和数据融合；同时，对数据进行空间分析，生成风险评估所需的中间数据和结果数据。
根据风险评估的数据结构和数据关系，设计风险评估的空间数据库模型，并将预处理后的数据导入空间数据库，建立数据表之间的关联关系，完成风险评估的空间数据库的生成。
本实施例不仅确保了数据的质量和准确性，还为风险评估提供了基础数据和中间结果。建立的空间数据库模型能够有效支持数据的管理和分析，为后续的风险评估提供了可靠的数据基础。这一过程是整个国土空间规划风险评估方法中至关重要的一步，为评估结果的科学性和可信度奠定了基础。步骤2的具体实现方式为。
使用GDAL库提供的ogr2ogr命令行工具来实现不同格式的空间数据之间的转换。
使用PROJ库提供的proj命令行工具来实现不同坐标系统之间的转换。
使用GDAL库提供的gdalwarp命令行工具来实现不同投影系统之间的转换。
使用GDAL库提供的gdal_translate命令行工具来实现栅格数据的空间裁剪。
使用Jenks自然断点法来实现数据的分级分类，具体包括以下步骤。
S1，将数据按照升序排列，初始化k个类别，每个类别只包含一个数据值。
S2，计算每个类别内的数据平方和，即每个数据值与该类别均值的差的平方和。
S3，计算每个类别间的数据平方和，即每个类别均值与总体均值的差的平方和。
S4，计算总体的数据平方和，即每个数据值与总体均值的差的平方和。
S5，计算类别内的数据平方和占总体数据平方和的比例，即类别内方差。
S6，计算类别间的数据平方和占总体数据平方和的比例，即类别间方差。
S7，尝试将每个数据值从当前所属的类别移动到相邻的类别，如果移动后可以降低类别内方差或增加类别间方差，则执行移动操作，否则保持不变。
S8，重复步骤S2至S7，直到无法再移动任何数据值或达到预设的迭代次数为止。
输出最终的k个类别及其对应的数据值。
数据分级使用等距分级法，具体为：将数据的最大值和最小值之差等分为j个区间，每个区间的长度相等，即：length=(max-min)/j。
数据加权使用赋权法，具体为：根据数据的重要性或影响力，直接给每个数据赋予一个权重值，使得所有权重值的和为1，然后将数据值乘以相应的权重值得到加权后的数据值。
数据标准化使用最大最小标准化法，具体为：将数据的每个值减去数据的最小值，然后除以数据的最大值和最小值之差，使得数据的取值范围变为[0,1]，即Ẋ=(Ẋ-min)/(max-min)。
数据插值使用反距离加权法，具体包括以下步骤。
确定已知点的位置和对应的属性值，以及待插值的位置和范围。
计算每个已知点的权重，即它对待插值位置的影响程度，权重的计算公式为：wi=1/di p，其中，wi是第i个已知点的权重，di是该已知点与待插值位置的距离，p是一个可调参数，通过交叉验证等方法来确定最优的p值。
设已知点的个数为N，第i个已知点的坐标为(xi,yi)，权重为wi，属性值为zi，则待插值位置的属性值 z(x,y) 通过以下公式计算：z(x,y)=Σi=1 Nwizi/Σi=1 Nwi，其中，分子为各已知点属性值乘以对应权重的总和，分母为权重之和，它们的比值即为插值结果。
数据融合采用基于加权平均的融合算法，融合的公式为：H=Σi=1 nWiXi，其中，Xi是第i个数据源的数据，Wi是第i个数据源的权重，H是融合后的数据，其为各个数据源的加权平均。
采用空间回归的方法对数据进行空间分析，公式如下：ỹ=ρWỹ+Xβ+ϵ，其中，ỹ是因变量向量，ρ是空间滞后系数，W是空间权重矩阵，X是自变量矩阵，β是回归系数向量，ϵ是误差项向量。
使用风险矩阵的方法，来评估空间数据中的风险等级和影响程度，风险矩阵是一种将风险的可能性和严重性分别作为横轴和纵轴的二维表格，用不同的颜色或符号来表示不同的风险等级，风险矩阵的计算公式为：R=P×S，其中，R是风险等级，P是风险发生的概率，S是风险造成的损失。
本实施例中的风险评估针对某个城市的洪水灾害，数据结构包括以下几个部分。
区域：表示城市的行政区划，每个区域有一个唯一的编号，一个名称，一个面积，一个人口，一个经济收入，一个几何对象（多边形）等属性。
河流：表示城市的水系，每条河流有一个唯一的编号，一个名称，一个长度，一个流量，一个几何对象（线段）等属性。
洪水：表示城市的洪水事件，每次洪水有一个唯一的编号，一个发生时间，一个结束时间，一个影响范围，一个影响程度，一个几何对象（多边形）等属性。
风险：表示城市的洪水风险，每个风险有一个唯一的编号，一个区域编号，一个洪水编号，一个风险等级，一个风险影响等属性。
数据关系包括以下几个部分。
区域和河流之间存在交叉关系，表示河流穿越区域的情况，交叉关系有一个区域编号，一个河流编号，一个交叉长度等属性。
区域和洪水之间存在覆盖关系，表示洪水淹没区域的情况，覆盖关系有一个区域编号，一个洪水编号，一个覆盖面积等属性。
河流和洪水之间存在产生关系，表示洪水由河流引发的情况，产生关系有一个河流编号，一个洪水编号等属性。
区域和风险之间存在一对一关系，表示每个区域对应一个风险，一对一关系有一个区域编号，一个风险编号等属性。
洪水和风险之间存在一对多关系，表示每次洪水对应多个风险，一对多关系有一个洪水编号，一个风险编号等属性。
根据数据结构和数据关系，用UML的类图来表示空间数据库模型。
根据空间数据库模型，使用Oracle Spatial作为空间数据库管理系统，OracleSpatial是一种在Oracle数据库中存储和管理空间数据的扩展，它提供了多种空间数据类型和空间函数，以及空间索引和空间查询优化等功能，具体使用以下的步骤来导入和关联数据。
创建空间数据库的表和字段，其中：创建区域表的SQL语句如下。
CREATE TABLE REGION (
RID NUMBER PRIMARY KEY, -- 区域编号
RNAME VARCHAR2(50), -- 区域名称
RAREA NUMBER, -- 区域面积
RPOP NUMBER, -- 区域人口
RINCOME NUMBER, -- 区域经济收入
RGEOM SDO_GEOMETRY -- 区域几何对象
)。
创建空间数据库的元数据，其中：创建区域表的元数据的SQL语句如下。
INSERT INTO USER_SDO_GEOM_METADATA (
TABLE_NAME, -- 表名
COLUMN_NAME, -- 列名
DIMINFO, -- 空间维度信息
SRID -- 空间参考系标识
) VALUES (
'REGION', -- 区域表
'RGEOM', -- 区域几何对象列
SDO_DIM_ARRAY( -- 空间维度数组
DO_DIM_ELEMENT('X', 0, 1000, 0.005), -- X坐标的最小值，最大值，精度
SDO_DIM_ELEMENT('Y', 0, 1000, 0.005) -- Y坐标的最小值，最大值，精度
),
4326 -- WGS84坐标系
)。
创建空间数据库的索引，其中：创建区域表的空间索引的SQL语句如下。
CREATE INDEX REGION_SPATIAL_IDX ON REGION(RGEOM)
INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX。
导入预处理后的数据，数据可以从不同的数据源导入，其中，从CSV文件导入区域表的数据的SQL语句如下。
LOAD DATA
INFILE 'region.csv' -- CSV文件路径
INTO TABLE REGION -- 区域表
FIELDS TERMINATED BY ',' -- 字段分隔符
OPTIONALLY ENCLOSED BY '"' -- 字段包围符
TRAILING NULLCOLS -- 尾部空值
(
RID, -- 区域编号
RNAME, -- 区域名称
RAREA, -- 区域面积
RPOP, -- 区域人口
RINCOME, -- 区域经济收入
RGEOM SDO_GEOMETRY( -- 区域几何对象
2003, -- 几何类型，2003表示多边形
4326, -- 坐标系，4326表示WGS84
NULL, -- 点类型，NULL表示不指定
SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,1), -- 元素信息数组，表示一个外环
SDO_ORDINATE_ARRAY( -- 坐标数组，表示多边形的顶点
x1, y1, -- 第一个顶点的x和y坐标
x2, y2, -- 第二个顶点的x和y坐标
...
xn, yn, -- 第n个顶点的x和y坐标
x1, y1 -- 第一个顶点的x和y坐标，闭合多边形
)
)
)。
建立数据表之间的关联关系，关联关系可以通过外键约束或触发器等方式实现，其中，建立区域表和风险表之间的一对一关系的SQL语句如下。
ALTER TABLE RISK -- 风险表
ADD CONSTRAINT FK_RISK_REGION -- 外键约束名
FOREIGN KEY (RID) -- 外键列
REFERENCES REGION (RID) -- 主键表和列
ON DELETE CASCADE -- 删除级联操作
ON UPDATE CASCADE; -- 更新级联操作。
进一步的，步骤3中，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析包括以下步骤。
根据风险评估的目的和内容，制定定性分析的标准。
根据风险评估的指标体系，选择需要进行定性分析的指标。
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的定性分析的方法。
根据定性分析的方法，对风险评估的指标进行定性的描述和评价，得到定性分析的结果。
本实施例不仅确保了对风险评估指标的全面理解，还为后续的定量分析提供了基础。定性分析结果将有助于决策者更好地理解潜在的风险，为规划的调整和改进提供有益信息。这一定性分析的过程是国土空间规划风险评估中不可或缺的一环，有助于深入挖掘风险背后的问题和机遇。对于定性分析的方法，选择层次分析法，具体为：通过将指标分层，构建判断矩阵，计算各层指标的权重，然后进行层次总排序，得到综合评判结果。
进一步的，步骤3中，确定指标的权重包括以下步骤。
根据风险评估的目的和内容，制定权重确定的标准。
根据风险评估的指标体系，选择需要进行权重确定的指标。
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的权重确定的方法。
根据权重确定的方法，对风险评估的指标进行权重的计算，得到权重确定的结果。
本实施例确保了风险评估指标的权重确定具有科学性和合理性。权重的确定是风险评估的核心，影响最终评估结果的准确性。综合考虑不同的因素，可以得到更为全面和可信的权重确定结果，为规划风险的分析提供了有力支持。对于权重确定的方法，选择主成分分析法，具体为：将多个指标浓缩为几个主成分，用主成分反映原来指标的信息，同时利用方差解释率得出各个主成分的权重。对于权重确定的方法，选择主成分分析法，具体为：将多个指标浓缩为几个主成分，用主成分反映原来指标的信息，同时利用方差解释率得出各个主成分的权重。
进一步的，步骤3中，指标矩阵的构建包括以下步骤。
根据风险评估的指标体系，确定指标矩阵的结构。
根据风险评估指标的定性分析结果和权重确定结果，确定指标矩阵的每个单元格的内容。
根据风险评估指标矩阵的结构和内容，确定指标矩阵的形式。
根据风险评估指标矩阵的形式，输出指标矩阵。
本实施例中的指标矩阵构建不仅确保了对于风险评估指标的全面考虑，还为后续的计算和分析提供了清晰的数据结构。指标矩阵的形式和内容的确定有助于深入理解各指标之间的关系，为风险评估提供了可操作的数据基础。这一步骤是整个国土空间规划风险评估方法中关键的数据准备阶段，为后续的评估提供了有力的支持。对于指标矩阵的形式，选择评价矩阵，具体为：将指标按照一定的顺序进行排列，形成行和列，然后在每个单元格中填入指标的评价结果的表格。
综上，指标矩阵的输出包括以下具体步骤。
第一步，确定指标的层次结构，将指标分为一级指标、二级指标、三级指标等，根据指标的逻辑关系和实际意义，将下级指标归属于上级指标，形成一个树状结构。
第二步，对每一级指标，计算出该级指标的局部权重，即相对于同级指标的权重。
第三步，对每一级指标，根据其上级指标的权重，计算出该级指标的全局权重，即相对于一级指标的权重。
第四步，重复第二步和第三步，直到计算出一级指标的全局权重，即为最终的指标权重。
本实施例中的指标的层次结构为。
一级指标：综合评价；二级指标：质量评价、效率评价、效益评价；三级指标：质量评价下有产品质量、服务质量；效率评价下有生产效率、管理效率；效益评价下有收入水平、利润水平、成本水平。
计算各级指标的局部权重，得到以下的结果。
二级指标的局部权重：质量评价0.4，效率评价0.3，效益评价0.3；三级指标的局部权重：产品质量0.6，服务质量0.4；生产效率0.7，管理效率0.3；收入水平0.5，利润水平0.3，成本水平0.2。
则可以计算出各级指标的全局权重。
二级指标的全局权重：质量评价0.4，效率评价0.3，效益评价0.3（与局部权重相同，因为上级指标的全局权重为1）；三级指标的全局权重：产品质量0.4×0.6=0.24，服务质量0.4×0.4=0.16；生产效率0.3×0.7=0.21，管理效率0.3×0.3=0.09；收入水平0.3×0.5=0.15，利润水平0.3×0.3=0.09，成本水平0.3×0.2=0.06。
最终得到一级指标的全局权重为。
综合评价=0.24+0.16+0.21+0.09+0.15+0.09+0.06=1（与上级指标的全局权重相同，因为没有更高级的指标）。
进一步的，步骤4包括以下步骤。
将各评估单元的风险评估指标数据导入GIS软件，生成相应的空间数据图层，包括风险源图层、风险承受体图层和风险传导路径图层。
根据风险评估指标的权重，对各空间数据图层进行加权叠加，得到各评估单元的风险综合评分图层。
根据风险综合评分的分布情况，采用等间距法对各评估单元的风险等级进行划分，得到风险等级图层。
本实施例将风险评估的结果通过GIS软件转化为空间数据图层，使得风险分布及等级可以在地理信息环境中得以清晰展示。这有助于决策者更好地理解国土空间规划的风险分布情况，为后续的分析和决策提供可视化的支持。 GIS工具的运用使得评估结果更具直观性和操作性，提高了评估的实用性。其中，等间距法的公式为：C I =C min +I·(C max -C min )/K，其中，C I 是第I个分级的上限值，C min 是空间数据的最小值，C max 是空间数据的最大值，K是分级的个数，I是分级的序号，I=1,2,...,K。
进一步的，步骤5包括以下步骤。
构建判断矩阵，计算目标层、准则层、指标层的一致性比例，得出各指标的权重向量。
将各指标的权重向量和数据相乘，求和得到各评估单元的风险综合评分，按照得分的高低进行风险评估的排序。
将风险评估的综合得分在地图上进行渲染，形成风险评估的空间分布图以显示风险评估的区域差异和风险热点。
将风险评估的空间分布图和文字说明整合在一起，形成风险评估的图表报告，反映风险评估的过程和结果，为风险分析和应对提供依据和参考。
本实施例不仅确保了对风险评估结果的科学性和准确性，同时通过图表报告的形式将结果清晰呈现，为决策者提供了直观的参考。报告的整合性使得风险评估的过程和结果得以全面展示，为风险分析和应对提供了全方位的依据和参考。这一步骤是整个风险评估过程的收尾，也是对外沟通和内部决策的关键环节。判断矩阵一致性比例CR的计算公式为：CR=CI/RI，其中，CI是判断矩阵的一致性指标，计算公式为：CI=(λmax-v)/(v-1)，其中，λmax是判断矩阵的最大特征值，v是判断矩阵的阶数，RI是平均随机一致性指标，是根据不同阶数的判断矩阵的随机填写得到的平均CI值，其中，v为1时，RI为0；v为2时，RI为0；v为3时，RI为0.58；v为4时，RI为0.9；v为5时，RI为1.12；v为6时，RI为1.24；v为7时，RI为1.32；v为8时，RI为1.41；v为9时，RI为1.45。
判断矩阵的权重向量是判断矩阵的最大特征向量，通过以下步骤求得。
将判断矩阵的每一行元素相乘，得到乘积向量。
将乘积向量的每个元素开n次方，得到归一化向量。
将归一化向量的每个元素除以向量的和，得到权重向量。
将风险评估的综合得分在地图上进行渲染的过程步骤包括。
根据地图的类型和目的，选择合适的渲染器。
根据渲染器的类型，设置渲染的字段、分类方法、分类数、符号样式、颜色方案参数，生成渲染规则。
根据渲染规则，将地图数据的属性值与符号样式或颜色进行匹配，生成渲染结果。
将渲染结果输出为地图图层，显示在地图视图中，形成专题地图。
进一步的，步骤6包括以下步骤。
对国土空间规划风险评估的结果进行统计分析，计算各指标的平均值、标准差、最大值和最小值，绘制风险分布图、风险等级图和风险热点图，反映国土空间规划风险的总体水平、空间分布、动态变化特征。
对国土空间规划风险评估的结果进行关联分析，识别风险的主要影响因素、风险的传导机制和风险的协变性，以揭示风险的内在逻辑和规律。
对国土空间规划风险评估的结果进行对比分析，比较不同地区、不同类型与不同时间的风险评估结果，评价风险的相对水平、风险的优劣势、风险的演变方向。
对国土空间规划风险评估的结果进行应对分析，确定风险的应对策略、应对措施与应对优先级，制定风险的防范、降低与转移方案，提出风险的管理建议、风险的监测预警与风险的应急响应。
本实施例的深入分析旨在让决策者更全面地了解国土空间规划中的风险，并为未来的规划、决策和管理提供科学依据。综合的分析结果不仅有助于制定更具体的规划目标和方针，还有助于及时采取有效的风险管理措施，确保规划的可持续性和顺利实施。
进一步的，步骤7包括以下步骤。
分析风险的动态特征，即风险的变化趋势和影响范围，判断风险的发展阶段和风险的传播速度，识别风险的主要来源和风险的关键因素。
分析风险的空间特征，即风险的空间分布和空间关联，判断风险的空间差异和空间依赖，识别风险的关键区域和风险的空间因素。
分析风险的类型特征，即风险的类型分类和类型特点，判断风险的类型差异和类型相似，识别风险的重点类型和风险的类型因素。
分析风险的影响特征，即风险的影响程度和影响方向，判断风险的影响大小和影响正负，识别风险的影响因素和风险的影响结果。
通过对风险的动态特征、空间特征、类型特征和影响特征的深入分析，步骤7为决策者提供了更全面、深刻的认识。这有助于更好地理解风险的本质、形成机制和传播规律，为制定更科学的规划和决策提供有力支持。同时，这一步骤也为未来的风险监测、预警和应对提供了有益信息。具体的，使用因子探测器来刻画风险空间分布以及风险的空间差异；使用Moran’s I指数来刻画风险的空间关联以及风险的空间依赖；使用空间滞后模型来刻画风险的关键区域，以及风险的空间因素；使用K-均值算法来刻画风险的类型分类以及风险的类型差异；使用协方差矩阵法来刻画风险的类型特点以及风险的类型相似；使用Fisher判别分析来刻画风险的重点类型以及风险的类型因素；使用层次分析法来刻画风险对国土空间规划的影响程度，以及风险的影响大小，使用加权和法来刻画风险对国土空间规划的影响方向以及风险的影响正负；使用结构方程模型来刻画风险的影响因素的类型、程度和作用，以及风险的影响结果的形式、内容和后果，识别风险的影响因素，以及风险的影响结果。
该国土空间规划风险评估方法已在Y市总体规划编制过程中实际应用。评估结果显示，该方法能有效识别规划风险，为科学决策提供支持。例如，Y市东部新区土地利用规划通过评估识别到较高地质灾害风险。针对此，规划采取适当布局，将居住用地与灾害区域隔离，还设置防护绿地，此举最大限度地降低了地质灾害风险。
案例数据对比也能证实该评估方法效果卓著：规划前Y市东部新区5年累计地质灾害达23起，年均4.6起，最大单次灾害直接经济损失约800万；规划实施1年后，该区域仅发生1起地质灾害，经济损失控制在100万。可见，运用评估方法后，灾害发生频次由每年4.6起大幅下降至每年1起，最大损失降幅达87.5%。
由此证明，该评估方法能精准识别国土空间利用风险，对科学合理规划、保障空间安全高效利用意义重大。评估效果突出，为相关决策提供了有力数据支撑。
Claims (6)
1.国土空间规划风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定国土空间规划的评估单元，构建国土空间规划风险评估指标体系；
步骤2，收集国土空间规划风险评估所需的数据，并对数据进行预处理操作，生成对应评估单元的风险评估的空间数据库；
步骤3，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析，确定各指标的权重，构建对应评估单元的风险评估的指标矩阵；
步骤4，基于构建的指标矩阵对研究区域的各评估单元进行风险等级划分，得到国土空间规划风险的空间分布情况；
步骤5，综合各指标的权重，计算出各评估单元的风险综合评分，并制作风险评估的空间分布图、风险类型图和风险因素图，形成风险评估的图表报告；
步骤6，对国土空间规划风险评估的结果进行分析和应对；
步骤7，分析风险的动态特征、空间特征、类型特征和影响特征，识别风险的主要来源、关键区域、重点类型和影响因素，提出风险的预警和防范措施；
步骤1包括以下步骤：
根据国土空间规划的目标、范围和内容，确定适合风险评估的空间单元；
根据风险评估的目的和要求，构建风险源-风险承受体-风险传导路径模型作为风险评估模型，明确风险评估的逻辑框架和分析流程；
根据风险评估模型的结构和参数，确定风险评估的指标体系，包括风险源指标、风险承受体指标和风险传导路径指标，以及风险后果指标、风险暴露指标和风险敏感性指标；
步骤2包括以下步骤：
根据国土空间规划风险评估的目的和内容确定数据需求，并进行数据收集；
对收集到的数据进行格式转换、坐标转换、投影转换以及空间裁剪操作，使数据符合规划地区的空间范围和坐标系统；同时，对数据进行质量检查，发现并纠正数据错误和缺失；
根据风险评估的指标体系，对数据进行必要的预处理操作，包括数据分类、数据分级、数据加权、数据标准化、数据插值和数据融合；同时，对数据进行空间分析，生成风险评估所需的中间数据和结果数据；
根据风险评估的数据结构和数据关系，设计风险评估的空间数据库模型，并将预处理后的数据导入空间数据库，建立数据表之间的关联关系，完成风险评估的空间数据库的生成；
数据分类使用Jenks自然断点法来实现，具体包括以下步骤：S1，将数据按照升序排列，初始化k个类别，每个类别只包含一个数据值；S2，计算每个类别内的数据平方和，即每个数据值与该类别均值的差的平方和；S3，计算每个类别间的数据平方和，即每个类别均值与总体均值的差的平方和；S4，计算总体的数据平方和，即每个数据值与总体均值的差的平方和；S5，计算类别内的数据平方和占总体数据平方和的比例，即类别内方差；S6，计算类别间的数据平方和占总体数据平方和的比例，即类别间方差；S7，尝试将每个数据值从当前所属的类别移动到相邻的类别，如果移动后可以降低类别内方差或增加类别间方差，则执行移动操作，否则保持不变；S8，重复步骤S2至S7，直到无法再移动任何数据值或达到预设的迭代次数为止；S9，输出最终的k个类别及其对应的数据值；
数据分级使用等距分级法，具体为：将数据的最大值和最小值之差等分为j个区间，每个区间的长度相等，即：length＝(max-min)/j；
数据加权使用赋权法，具体为：根据数据的重要性或影响力，直接给每个数据赋予一个权重值，使得所有权重值的和为1，然后将数据值乘以相应的权重值得到加权后的数据值；
数据标准化使用最大最小标准化法，具体为：将数据的每个值减去数据的最小值，然后除以数据的最大值和最小值之差，使得数据的取值范围变为[0,1]，即
数据插值使用反距离加权法，具体包括以下步骤：确定已知点的位置和对应的属性值，以及待插值的位置和范围；计算每个已知点的权重，即它对待插值位置的影响程度，权重的计算公式为：wi＝1/di p，其中，wi是第i个已知点的权重，di是该已知点与待插值位置的距离，p是一个可调参数，通过交叉验证等方法来确定最优的p值；设已知点的个数为N，第i个已知点的坐标为(xi,yi)，权重为wi，属性值为zi，则待插值位置的属性值z(x,y)通过以下公式计算：z(x,y)＝Σi＝1 Nwizi/Σi＝1 Nwi，其中，分子为各已知点属性值乘以对应权重的总和，分母为权重之和，它们的比值即为插值结果；
数据融合采用基于加权平均的融合算法，融合的公式为：H＝Σi＝1 nWiXi，其中，Xi是第i个数据源的数据，Wi是第i个数据源的权重，H是融合后的数据，其为各个数据源的加权平均；
采用空间回归的方法对数据进行空间分析，公式如下：其中，/>是因变量向量，ρ是空间滞后系数，W是空间权重矩阵，X是自变量矩阵，β是回归系数向量，∈是误差项向量；
使用风险矩阵的方法，来评估空间数据中的风险等级和影响程度，风险矩阵是一种将风险的可能性和严重性分别作为横轴和纵轴的二维表格，用不同的颜色或符号来表示不同的风险等级，风险矩阵的计算公式为：R＝P×S，其中，R是风险等级，P是风险发生的概率，S是风险造成的损失；
步骤4包括以下步骤：
将各评估单元的风险评估指标数据导入GIS软件，生成相应的空间数据图层，包括风险源图层、风险承受体图层和风险传导路径图层；
根据风险评估指标的权重，对各空间数据图层进行加权叠加，得到各评估单元的风险综合评分图层；
根据风险综合评分的分布情况，采用等间距法对各评估单元的风险等级进行划分，得到风险等级图层，其中，等间距法的公式为：CI＝Cmin+I·(Cmax-Cmin)/K，其中，CI是第I个分级的上限值，Cmin是空间数据的最小值，Cmax是空间数据的最大值，K是分级的个数，I是分级的序号，I＝1,2,...,K；
步骤5包括以下步骤：
构建判断矩阵，计算目标层、准则层、指标层的一致性比例，得出各指标的权重向量；
将各指标的权重向量和数据相乘，求和得到各评估单元的风险综合评分，按照得分的高低进行风险评估的排序；
将风险评估的综合得分在地图上进行渲染，形成风险评估的空间分布图以显示风险评估的区域差异和风险热点；
将风险评估的空间分布图和文字说明整合在一起，形成风险评估的图表报告，反映风险评估的过程和结果，为风险分析和应对提供依据和参考；
判断矩阵一致性比例的计算公式为：CR＝CI/RI，其中，CI是判断矩阵的一致性指标，计算公式为：CI＝(λmax-v)/(v-1)，其中，λmax是判断矩阵的最大特征值，v是判断矩阵的阶数，RI是平均随机一致性指标，是根据不同阶数的判断矩阵的随机填写得到的平均CI值，其中，v为1时，RI为0；v为2时，RI为0；v为3时，RI为0.58；v为4时，RI为0.9；v为5时，RI为1.12；v为6时，RI为1.24；v为7时，RI为1.32；v为8时，RI为1.41；v为9时，RI为1.45；
判断矩阵的权重向量是判断矩阵的最大特征向量，通过以下步骤求得：将判断矩阵的每一行元素相乘，得到乘积向量；将乘积向量的每个元素开n次方，得到归一化向量；将归一化向量的每个元素除以向量的和，得到权重向量；
将风险评估的综合得分在地图上进行渲染的过程步骤包括：根据地图的类型和目的，选择合适的渲染器；根据渲染器的类型，设置渲染的字段、分类方法、分类数、符号样式、颜色方案参数，生成渲染规则；根据渲染规则，将地图数据的属性值与符号样式或颜色进行匹配，生成渲染结果；将渲染结果输出为地图图层，显示在地图视图中，形成专题地图。
2.根据权利要求1所述的国土空间规划风险评估方法，其特征在于，步骤3中，对国土空间规划风险评估的指标进行定性分析包括以下步骤：
根据风险评估的目的和内容，制定定性分析的标准；
根据风险评估的指标体系，选择需要进行定性分析的指标；
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的定性分析的方法；
根据定性分析的方法，对风险评估的指标进行定性的描述和评价，得到定性分析的结果。
3.根据权利要求1所述的国土空间规划风险评估方法，其特征在于，步骤3中，确定指标的权重包括以下步骤：
根据风险评估的目的和内容，制定权重确定的标准；
根据风险评估的指标体系，选择需要进行权重确定的指标；
根据风险评估指标的特征和数据类型，选择合适的权重确定的方法；
根据权重确定的方法，对风险评估的指标进行权重的计算，得到权重确定的结果。
4.根据权利要求1所述的国土空间规划风险评估方法，其特征在于，步骤3中，指标矩阵的构建包括以下步骤：
根据风险评估的指标体系，确定指标矩阵的结构；
根据风险评估指标的定性分析结果和权重确定结果，确定指标矩阵的每个单元格的内容；
根据风险评估指标矩阵的结构和内容，确定指标矩阵的形式；
根据风险评估指标矩阵的形式，输出指标矩阵。
5.根据权利要求1所述的国土空间规划风险评估方法，其特征在于，步骤6包括以下步骤：
对国土空间规划风险评估的结果进行统计分析，计算各指标的平均值、标准差、最大值和最小值，绘制风险分布图、风险等级图和风险热点图，反映国土空间规划风险的总体水平、空间分布、动态变化特征；
对国土空间规划风险评估的结果进行关联分析，识别风险的主要影响因素、风险的传导机制和风险的协变性，以揭示风险的内在逻辑和规律；
对国土空间规划风险评估的结果进行对比分析，比较不同地区、不同类型与不同时间的风险评估结果，评价风险的相对水平、风险的优劣势、风险的演变方向；
对国土空间规划风险评估的结果进行应对分析，确定风险的应对策略、应对措施与应对优先级，制定风险的防范、降低与转移方案，提出风险的管理建议、风险的监测预警与风险的应急响应。
6.根据权利要求1所述的国土空间规划风险评估方法，其特征在于，步骤7包括以下步骤：
分析风险的动态特征，即风险的变化趋势和影响范围，判断风险的发展阶段和风险的传播速度，识别风险的主要来源和风险的关键因素；
分析风险的空间特征，即风险的空间分布和空间关联，判断风险的空间差异和空间依赖，识别风险的关键区域和风险的空间因素；
分析风险的类型特征，即风险的类型分类和类型特点，判断风险的类型差异和类型相似，识别风险的重点类型和风险的类型因素；
分析风险的影响特征，即风险的影响程度和影响方向，判断风险的影响大小和影响正负，识别风险的影响因素和风险的影响结果。
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