CN117933731A - 一种城乡生活圈空间划定管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城乡生活圈空间划定管理系统，涉及城乡生活圈空间划定管理技术领域，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险。本发明通过综合分析地下水位异常波动和土壤呼吸速率减缓因素，建立了一个综合的非线性响应风险指标，用于评估农田转变为城市用地后的潜在非线性响应风险，这一指标的计算和分析，提供了一种客观而综合的方法，用于量化和评估生态系统对城市化过程，可在农田转变为城市用地时出现的潜在非线性响应风险进行及时预测响应。
Description
技术领域
本发明涉及城乡生活圈空间划定管理技术领域，具体涉及一种城乡生活圈空间划定管理系统。
背景技术
城乡生活圈空间划定管理是指在城市与农村交汇区域，为了促进城乡一体化发展，提高资源利用效率和居民生活品质，对这一区域进行划分和管理的一种机制。首先，这个概念涉及界定城乡交汇区域的范围，通常是指城市周边一定范围内的农村地区，包括城郊、近郊和远郊地区。划定管理意味着对该区域的规划、建设、资源配置、环境保护等方面进行有效的管理和调控，以实现城乡统筹发展，提升该区域的整体发展水平。
现有技术存在以下不足：
在城乡生活圈空间划定管理过程中，生态系统的非线性响应无法及时预测，生态系统的非线性响应指的是在进行城乡生活圈空间划定时，所做的规划和管理措施可能引发生态系统中不可预见的非线性反应，导致意想不到的环境问题和生态灾害，这种问题可能由于生态系统内部复杂的相互作用和反馈机制难以预测导致的，当出现此情况时，可能会对生态系统造成严重的影响；
举例来说，某地区计划将一片农田转变为城市用地，以满足城市发展的需要，然而，这种改变可能会破坏原有的生态平衡，导致水土流失、生物多样性丧失、地质灾害增加等一系列问题，而这些问题的出现可能不是简单的线性关系，而是由于生态系统内部复杂的反馈机制而产生的非线性效应，使得问题的严重性和影响难以预测和控制，当出现此情况时，将会对生态系统造成严重的影响。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种城乡生活圈空间划定管理系统，通过综合分析地下水位异常波动和土壤呼吸速率减缓因素，建立了一个综合的非线性响应风险指标，用于评估农田转变为城市用地后的潜在非线性响应风险，这一指标的计算和分析，提供了一种客观而综合的方法，用于量化和评估生态系统对城市化过程，可在农田转变为城市用地时出现的潜在非线性响应风险进行及时预测响应，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城乡生活圈空间划定管理系统，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
非线性响应风险优化模块，当农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险时，根据监测评估的结果持续优化城乡生活圈空间划定管理措施，并对优化的结果进行分析。
优选的，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测时，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
优选的，地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
选择Haar小波作为小波基函数；
在固定时长窗口内，将地下水位时间序列信号分解为不同尺度的子信号，其中j表示尺度，通过连续小波变换完成，公式如下：/>，其中，/>是小波基函数的复共轭；
对每个子信号，计算每个子信号/>的能量/>，能量/>通过对子信号的平方求和得到，计算的表达式为：/>；
计算地下水位异常波动程度，，其中，N为尺度的总数，/>为所有/>的平均能量，/>为地下水位异常波动程度。
优选的，土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
获取农田转变为城市用地时的土壤呼吸速率的时间序列数据，确保数据具有一定的时序性，并将其分为固定时长窗口内的若干子序列；
对每个固定时长窗口内的时间序列数据进行特征提取，获取相邻固定时长窗口按照时间序列提取的第一特征向量，第二特征向量，其中，/>为第一特征向量中的第r个特征，/>为第二特征向量中的第r个特征，n是特征数量；
使用动态时间规整距离作为距离度量方法捕捉时间序列之间的相似性计算公式如下：；
选择k-means算法进行聚类分析，随机初始化k个聚类中心，设初始聚类中心为；
对聚类结果进行分析，计算每个簇内土壤呼吸速率的土壤呼吸速率减缓量化值，具体计算公式如下：，其中，/>表示第i个簇的土壤呼吸速率减缓量化值，/>表示第 i个簇内第J个样本的土壤呼吸速率，m表示第i个簇内样本的数量；
将固定时长窗口内生成的若干个土壤呼吸速率减缓量化值与土壤呼吸速率减缓参考值进行比对分析，计算土壤呼吸速率减缓程度，计算的表达式为：，式中，/>表示土壤呼吸速率减缓程度，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值，u为正整数，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值的总数。
优选的，通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
S1、计算每个窗口内的特征向量与各个聚类中心之间的动态时间规整距离，将每个特征向量分配到距离最近的聚类中心所对应的簇中；
S2、根据分配的特征向量重新计算每个簇的中心位置，即将每个簇中所有特征向量的均值作为新的聚类中心；
重复S1和S2直至聚类中心稳定或达到最大迭代次数。
优选的，获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度/>后，将地下水位异常波动程度/>和土壤呼吸速率减缓程度/>进行综合分析，将两者加权求和生成非线性响应风险指标，通过非线性响应风险指标/>对农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险情况进行评估。
优选的，将农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：
若非线性响应风险指标大于等于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为高风险非线性响应风险指标窗口；
若非线性响应风险指标小于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为低风险非线性响应风险指标窗口。
优选的，优化城乡生活圈空间划定管理措施时，获取若干个固定时长窗口下生成的非线性响应风险指标建立分析集合，并将分析结合标定为A，则，其中，q表示分析集合内的非线性响应风险指标的编号，q=1、2、3、4、……、Q，Q为正整数；
将分析集合内的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析后，计算优化指数，优化指数的计算公式为：，式中，/>表示非线性响应风险指标参考阈值，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标的编号，/>，/>为正整数。
优选的，优化指数计算完成后，将优化指数按照时间先后生成优化序列表，并对优化序列表进行分析，分析的结果如下：
若是优化指数呈现递减的趋势，则生成优化路线成功信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线成功信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向好的方向发展，则继续沿着此路线进行优化，降低农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
若是优化指数在初始优化指的波动幅度阈值上下波动，则生成优化路线无作用信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线无作用信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化作用不明显，需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化；
若是优化指数呈现递增的趋势，则生成优化路线失败信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线失败信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向更坏的方向发展，则需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
本发明通过综合分析地下水位异常波动和土壤呼吸速率减缓因素，建立了一个综合的非线性响应风险指标，用于评估农田转变为城市用地后的潜在非线性响应风险，这一指标的计算和分析，提供了一种客观而综合的方法，用于量化和评估生态系统对城市化过程，可在农田转变为城市用地时出现的潜在非线性响应风险进行及时预测响应；
本发明通过对非线性响应风险指标的监测和分析，提出了一系列优化措施，以减轻或消除农田转变为城市用地后可能导致的生态系统非线性响应，这些措施可以根据具体情况进行调整和优化，以确保生态系统的稳定和健康发展；
本发明引入了动态优化策略，通过对城乡生活圈空间划定管理优化的监测和分析，实现了对优化效果的动态跟踪和评估，这种动态优化策略可以根据实际情况及时调整优化措施，以确保城乡生活圈空间划定管理的持续改进和优化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种城乡生活圈空间划定管理系统的模块示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了如图1所示的一种城乡生活圈空间划定管理系统，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测时，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
获取农田转变为城市用地后的地下水位数据通常可以通过建立地下水位监测网络，在不同地点埋设地下水位监测井或传感器，实时监测地下水位的变化。这些监测井可以安装水位计或传感器来实时监测地下水位的变化情况，并将数据传输到数据中心进行处理和分析。
要获取农田转变为城市用地后的土壤呼吸速率数据时，首先，建立一个土壤呼吸速率监测系统，包括在目标区域内设置一系列土壤呼吸速率监测点。这些监测点应当分布在不同土地利用类型（包括农田和城市用地等）和不同地形地貌条件下，以全面反映土壤呼吸速率的变化情况。然后，通过对这些监测点进行土壤呼吸速率的测量和监测，以获取农田转变为城市用地后的土壤呼吸速率数据。这些数据可以通过土壤呼吸速率仪器等土壤呼吸速率监测设备进行实时监测。
当农田转变为城市用地时，地下水位出现异常波动可能会导致生态系统的非线性响应。首先，农田转变为城市用地后，城市建设、道路铺设等人类活动可能改变地表覆盖，增加了地表径流和减少了土壤渗透能力，导致雨水迅速流入地下水系统，使地下水位发生异常波动。这种波动可能导致地下水水位周期性变化，影响周围植被的生长和生态系统的稳定性。其次，地下水位异常波动可能导致地下水位下降或抬升，从而改变土壤水分的分布和供应。如果地下水位下降，农田和周围植被的水分供应可能会受到影响，导致植被生长受限，甚至枯死。反之，如果地下水位抬升，可能导致水浸和根系窒息，同样对生态系统产生负面影响。最后，地下水位异常波动可能导致土壤中的盐分和矿物质上升至土壤表层，加剧土壤盐碱化的程度，进而影响土壤的肥力和植被生长。同时，地下水位异常波动还可能导致土壤侵蚀加剧，水土流失增加，加速土地退化和生态系统的破坏。
因此，当农田转变为城市用地时，地下水位出现异常波动可能是生态系统非线性响应的异常隐患。
地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
选择Haar小波作为小波基函数；
在固定时长窗口内，将地下水位时间序列信号分解为不同尺度的子信号，其中j表示尺度，通过连续小波变换完成，公式如下：/>，其中，/>是小波基函数的复共轭；
对每个子信号，计算每个子信号/>的能量/>，能量/>通过对子信号的平方求和得到，计算的表达式为：/>；
计算地下水位异常波动程度，，其中，N为尺度的总数，/>为所有/>的平均能量，/>为地下水位异常波动程度。
由地下水位异常波动程度的计算表达式可知，农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度的表现值越大，表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越大，反之则表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越小。
当农田转变为城市用地时，土壤呼吸速率减缓可能导致生态系统的非线性响应。首先，农田转变为城市用地后，常常伴随着土地覆盖类型的改变和人类活动的增加，这可能导致土壤生态系统的失衡。例如，城市化过程中的建筑物和道路会覆盖原有的土地表面，减少土壤的通气性和渗透性，从而抑制了土壤中微生物的呼吸作用，导致土壤呼吸速率减缓。这种变化会破坏土壤中微生物群落的平衡，影响土壤的有机质分解和养分循环，进而影响生态系统的稳定性和功能。其次，土壤呼吸速率减缓意味着土壤中有机质的分解速度减慢，导致土壤中的碳循环受到阻碍。原本通过土壤呼吸释放的二氧化碳量减少，导致土壤中的碳储存增加，而这种碳储存增加可能会导致其他生态系统的碳循环发生改变。这种非线性响应可能导致生态系统中碳循环过程的不稳定性，影响大气中的二氧化碳浓度，从而对气候产生影响。最后，土壤呼吸速率减缓可能导致土壤中养分循环减慢，影响土壤的肥力和植被的生长。这会降低土地的生产力和生态系统的稳定性，减少土地的生态系统服务功能，如水土保持、水源涵养、碳固定等。这种变化可能对人类社会产生负面影响，影响农业生产、水资源供应等。
因此，当农田转变为城市用地时，土壤呼吸速率异常减缓可能是生态系统非线性响应的异常隐患。
土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
获取农田转变为城市用地时的土壤呼吸速率的时间序列数据，确保数据具有一定的时序性，并将其分为固定时长窗口内的若干子序列；
需要说明的是，确保数据具有一定的时序性意味着数据应该按照时间顺序排列，并且具有一定的连续性。换句话说，数据点之间的时间间隔应该是固定的，并且数据应该是按照时间的先后顺序排列的。
对每个固定时长窗口内的时间序列数据进行特征提取，获取相邻固定时长窗口按照时间序列提取的第一特征向量，第二特征向量，其中，/>为第一特征向量中的第r个特征，/>为第二特征向量中的第r个特征，n是特征数量；
使用动态时间规整距离作为距离度量方法捕捉时间序列之间的相似性计算公式如下：；
需要说的是，使用动态时间规整距离作为距离度量方法，因为它能够捕捉时间序列之间的相似性而不受时间轴偏移的影响。
选择k-means算法（k-means算法是一种常用的基于距离的聚类算法）进行聚类分析，随机初始化k个聚类中心，设初始聚类中心为；
通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
计算每个窗口内的特征向量与各个聚类中心之间的动态时间规整距离，将每个特征向量分配到距离最近的聚类中心所对应的簇中；
根据分配的特征向量重新计算每个簇的中心位置，即将每个簇中所有特征向量的均值作为新的聚类中心；
重复以上两步直至聚类中心稳定或达到最大迭代次数。
对聚类结果进行分析，计算每个簇内土壤呼吸速率的土壤呼吸速率减缓量化值，具体计算公式如下：，其中，/>表示第i个簇的土壤呼吸速率减缓量化值，/>表示第 i个簇内第J个样本的土壤呼吸速率，m表示第i个簇内样本的数量；
将固定时长窗口内生成的若干个土壤呼吸速率减缓量化值与土壤呼吸速率减缓参考值进行比对分析，计算土壤呼吸速率减缓程度，计算的表达式为：，式中，/>表示土壤呼吸速率减缓程度，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值，u为正整数，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值的总数。
由土壤呼吸速率减缓程度的计算表达式可知，农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的土壤呼吸速率减缓程度的表现值越大，表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越大，反之则表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越小。
获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度/>后，将地下水位异常波动程度/>和土壤呼吸速率减缓程度/>进行综合分析，将两者加权求和生成非线性响应风险指标/>，通过非线性响应风险指标/>对农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险情况进行评估。
上述加权求和的具体实现方式在此不做具体的限定，能实现将地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度/>进行综合分析的加权求和方式均可，为了实现本发明的技术方案，本发明提供一种具体的实现方式；
非线性响应风险指标生成的计算公式为：，式中，/>、/>分别为地下水位异常波动程度/>和土壤呼吸速率减缓程度/>的预设比例系数，且/>、/>均大于0。
由计算公式可知，农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度的表现值越大、土壤呼吸速率减缓程度的表现值越大，也即农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标的表现值越大，则表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越大，反之则表明生态系统存在非线性响应的风险隐患越小。
将农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：
若非线性响应风险指标大于等于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为高风险非线性响应风险指标窗口；
若非线性响应风险指标小于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为低风险非线性响应风险指标窗口。
非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
针对农田转变为城市用地后出现土壤呼吸速率减缓严重和地下水位异常波动严重导致生态系统的非线性响应，可以采取以下综合性措施进行优化：
1、实施综合治理和生态修复方案，同时针对土壤呼吸速率减缓和地下水位异常波动问题进行治理。这可能包括修复土地生态系统、恢复植被覆盖、加强水土保持、推广节水农业等综合性措施。通过综合治理和生态修复，可以促进土壤的健康恢复和地下水位的稳定，减轻土壤呼吸速率减缓和地下水位异常波动对生态系统的影响。
2、加强水资源管理和保护工作，实施水资源合理利用和保护措施，维护地下水位的稳定和水质的优良。这可能包括建立水资源监测网、加强水资源调度和管理、推进水环境治理等措施。通过合理利用和保护水资源，可以降低地下水位异常波动的发生频率和程度，减轻其对生态系统的负面影响。
3、加强城乡生活圈空间的规划和土地管理工作，推动土地利用结构优化和合理布局，保护和恢复农田等重要生态功能区。这可能包括修订土地利用总体规划、设立生态保护红线、加强土地使用监管等措施。通过科学规划和土地管理，可以避免过度开发和不合理利用土地资源，减少农田转变为城市用地所带来的不利影响，保障生态系统的健康和稳定发展。
通过综合治理和生态修复、水资源管理和保护以及科学规划和土地管理等综合性措施，可以优化对农田转变为城市用地后出现土壤呼吸速率减缓严重和地下水位异常波动严重的响应，减轻生态系统的非线性响应，促进城乡生活圈空间的可持续发展。
优化城乡生活圈空间划定管理措施时，获取若干个固定时长窗口下生成的非线性响应风险指标建立分析集合，并将分析结合标定为A，则，其中，q表示分析集合内的非线性响应风险指标的编号，q=1、2、3、4、……、Q，Q为正整数；
将分析集合内的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析后，计算优化指数，优化指数的计算公式为：，式中，/>表示非线性响应风险指标参考阈值，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标的编号，，/>为正整数。
优化指数计算完成后，将优化指数按照时间先后生成优化序列表，并对优化序列表进行分析，分析的结果如下：
若是优化指数呈现递减的趋势，则生成优化路线成功信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线成功信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向好的方向发展，则继续沿着此路线进行优化，降低农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
若是优化指数在初始优化指的波动幅度阈值上下波动，则生成优化路线无作用信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线无作用信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化作用不明显，需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化；
需要说明的是，初始优化指数即需要对城乡生活圈空间划定管理优化时生成的优化指数；
若是优化指数呈现递增的趋势，则生成优化路线失败信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线失败信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向更坏的方向发展，则需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化。
本发明通过综合分析地下水位异常波动和土壤呼吸速率减缓因素，建立了一个综合的非线性响应风险指标，用于评估农田转变为城市用地后的潜在非线性响应风险，这一指标的计算和分析，提供了一种客观而综合的方法，用于量化和评估生态系统对城市化过程，可在农田转变为城市用地时出现的潜在非线性响应风险进行及时预测响应；
本发明通过对非线性响应风险指标的监测和分析，提出了一系列优化措施，以减轻或消除农田转变为城市用地后可能导致的生态系统非线性响应，这些措施可以根据具体情况进行调整和优化，以确保生态系统的稳定和健康发展；
本发明引入了动态优化策略，通过对城乡生活圈空间划定管理优化的监测和分析，实现了对优化效果的动态跟踪和评估，这种动态优化策略可以根据实际情况及时调整优化措施，以确保城乡生活圈空间划定管理的持续改进和优化。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (9)
1.一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
非线性响应风险优化模块，当农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险时，根据监测评估的结果持续优化城乡生活圈空间划定管理措施，并对优化的结果进行分析，消除潜在非线性响应风险。
2.根据权利要求1所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
3.根据权利要求2所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
选择Haar小波作为小波基函数；
在固定时长窗口内，将地下水位时间序列信号分解为不同尺度的子信号/>，其中j表示尺度，通过连续小波变换完成，公式如下：/>，其中，是小波基函数的复共轭；
对每个子信号，计算每个子信号/>的能量/>，能量/>通过对子信号的平方求和得到，计算的表达式为：/>；
计算地下水位异常波动程度，，其中，N为尺度的总数，为所有/>的平均能量，/>为地下水位异常波动程度。
4.根据权利要求3所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
获取农田转变为城市用地时的土壤呼吸速率的时间序列数据，确保数据具有一定的时序性，并将其分为固定时长窗口内的若干子序列；
对每个固定时长窗口内的时间序列数据进行特征提取，获取相邻固定时长窗口按照时间序列提取的第一特征向量，第二特征向量，其中，/>为第一特征向量中的第r个特征，/>为第二特征向量中的第r个特征，n是特征数量；
使用动态时间规整距离作为距离度量方法捕捉时间序列之间的相似性计算公式如下：；
选择k-means算法进行聚类分析，随机初始化k个聚类中心，设初始聚类中心为；
对聚类结果进行分析，计算每个簇内土壤呼吸速率的土壤呼吸速率减缓量化值，具体计算公式如下：，其中，/>表示第i个簇的土壤呼吸速率减缓量化值，/>表示第 i个簇内第J个样本的土壤呼吸速率，m表示第i个簇内样本的数量；
将固定时长窗口内生成的若干个土壤呼吸速率减缓量化值与土壤呼吸速率减缓参考值进行比对分析，计算土壤呼吸速率减缓程度，计算的表达式为：，式中，/>表示土壤呼吸速率减缓程度，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值，u为正整数，/>表示大于土壤呼吸速率减缓参考值/>的土壤呼吸速率减缓量化值的总数。
5.根据权利要求4所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
S1、计算每个窗口内的特征向量与各个聚类中心之间的动态时间规整距离，将每个特征向量分配到距离最近的聚类中心所对应的簇中；
S2、根据分配的特征向量重新计算每个簇的中心位置，即将每个簇中所有特征向量的均值作为新的聚类中心；
重复S1和S2直至聚类中心稳定或达到最大迭代次数。
6.根据权利要求5所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度/>后，将地下水位异常波动程度/>和土壤呼吸速率减缓程度/>进行综合分析，将两者加权求和生成非线性响应风险指标/>，通过非线性响应风险指标/>对农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险情况进行评估。
7.根据权利要求6所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，将农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：
若非线性响应风险指标大于等于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为高风险非线性响应风险指标窗口；
若非线性响应风险指标小于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为低风险非线性响应风险指标窗口。
8.根据权利要求6所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，优化城乡生活圈空间划定管理措施时，获取若干个固定时长窗口下生成的非线性响应风险指标建立分析集合，并将分析结合标定为A，则，其中，q表示分析集合内的非线性响应风险指标的编号，q=1、2、3、4、……、Q，Q为正整数；
将分析集合内的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析后，计算优化指数，优化指数的计算公式为：，式中，/>表示非线性响应风险指标参考阈值，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标，/>表示分析集合内大于非线性响应风险指标参考阈值的非线性响应风险指标的编号，，/>为正整数。
9.根据权利要求8所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，优化指数计算完成后，将优化指数按照时间先后生成优化序列表，并对优化序列表进行分析，分析的结果如下：
若是优化指数呈现递减的趋势，则生成优化路线成功信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线成功信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向好的方向发展，则继续沿着此路线进行优化，降低农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
若是优化指数在初始优化指的波动幅度阈值上下波动，则生成优化路线无作用信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线无作用信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化作用不明显，需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化；
若是优化指数呈现递增的趋势，则生成优化路线失败信号，当城乡生活圈空间划定管理优化时生成优化路线失败信号，则表明城乡生活圈空间划定管理优化正在朝向更坏的方向发展，则需要更换优化路线，再次尝试对城乡生活圈空间划定管理进行重新优化。
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