一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法技术

本发明专利技术提出一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法，包括：采用标准格网划分评价区域，将格网作单元作为基本单元，与所收集的空间数据做空间相交分析；在单位格网上计算压力源的空间分布密度，在此基础上对压力密度进行归一化，生成压力源强度格网分布图；在单位格网上计算生境质量指标；设定生态压力的空间传播模型；设定压力源的影响因子，在单位格网上计算生态压力指标，得到压力的空间格网；在单位格网上计算响应指标，得到生态响应指标的空间格网；在单元格网上计算生境质量综合指数，生成生境质量综合指数的格网分布图。本发明专利技术所提出的综合分析方法可以有效整合生态压力、状态、响应因子之间的逻辑关系，满足了生境质量综合制图与分析的需求。

A comprehensive measurement method of regional natural geographical national conditions quality

The invention provides a natural ecological geographical conditions a comprehensive measure of quality method, including: the standard of evaluation of regional grid, the grid unit as the basic unit, intersection analysis and spatial data collected by space; density distribution calculation of pressure source in the unit grid space, based on the pressure density were normalized generation, pressure source strength distribution grid; calculation of habitat quality index in the unit grid; space propagation model set ecological pressure; impact factor set pressure source, calculation of ecological pressure index in the unit grid, spatial grid pressure; in the unit grid computing response index, spatial grid ecological response index; the calculation of comprehensive index of habitat quality in the cell line, the grid distribution index of habitat quality formation. The comprehensive analysis method proposed in this paper can effectively integrate the logical relationship among ecological pressure, state and response factor, and meet the needs of comprehensive mapping and analysis of habitat quality.

【技术实现步骤摘要】
一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法
本专利技术涉及区域生态环境地理国情信息统计分析与监测领域，尤其涉及一种基于生态压力、状态、响应三个方面的区域自然生态地理国情质量综合测度方法。
技术介绍
目前，能源资源相对不足、生态环境承载能力不强已成为我国的基本国情。地理国情是重要的基本国情，是从地理的角度分析、研究和描述国情。自然生态地理国情是以地球表层自然、生物和人文现象的空间变化和它们之间的相互关系、特征等为基本内容，对构成生态环境的各种地理国情要素做出宏观性、整体性、综合性的描述。随着经济、社会的高速发展，我国地表自然和人文地理国情变化进程不断加剧，特别是当前我国资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化等问题日益突出。现有的研究表明，人类对地表资源的无序开发和利用是造成当前生态环境恶化和生物多样性锐减的主要原因之一，因此，从地理国情的视角出发，在大尺度空间范围研究自然生态地理国情质量及其与人类活动之间的关系，对于实现资源环境承载能力评估与预警、市县空间规划编制(多规合一)、领导干部自然资源资产离任审计等工作有着重要的意义。“压力-状态-响应”(PSR，Pressures-State-Responses)模型是由经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCooperationandDevelopment，OECD)与联合国环境规划署(UNEP)于20世纪80年代末共同提出，从人类与生态系统的相互作用与影响出发对生态指标进行组织分类，具有较强的系统性。“压力”是指是社会、经济发展过程中由于人类开发自然资源和使用土地而引起的物理环境的变化，这些人为产生的压力在自然界中通过转移、转化，最终导致生态环境，特别是自然生态地理国情状况的改变；“状态”主要通过定量或定性的指标来描述自然生态地理国情的物理状态；“响应”所体现的是社会(团体、个人)和政府为阻止、补偿以及适应景观格局的变化所采取的应对措施。PSR架构有益于表达人类活动与景观格局变化之间的因果关系，有助于制定对应的空间规划和环保策略。当前，PSR模型主要应用于景观生态分析与评估中，对所采用的景观指数/指标按照压力、状态、响应分类，对各个类别中的指标分别进行定性评价，尚缺乏一种能够有效利用PSR模型内在逻辑关系的定量分析方法，未能满足区域自然生态地理国情质量综合量化分析的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法，有利于弥补单个指数或指标未能全面反映自然生态质量演化过程的不足，基于生态压力、状态、响应模型形成满足应用需求的、完整的综合测度指数来满足区域生态环境地理国情监测与评估的需求。本专利技术所提出的自然生态地理国情质量综合测度指数并不含有绝对的生态含义，其主要用于对比同一地区多时相下或者对比不同区域之间的生态状况，且该评价方法不受区域面积差异的影响。本专利技术的方法包括：S2，采用标准格网划分评价区域，将格网作单元作为自然生态地理国情分析与制图的基本单元，与所收集的空间数据做空间相交分析；S3，选取地理要素作为压力源，在单位格网上计算压力源的空间分布密度，在此基础上对压力密度进行归一化，生成压力源强度格网分布图；S4，在单位格网上计算生境质量指标；S5，设定生态压力的空间传播模型，建立生态压力随距离增加的衰退公式；S6，设定压力源的影响因子，根据压力源的空间传播特征，在单位格网上计算生态压力指标，得到压力的空间格网；S7，根据区域所采取的生态保护措施建立响应指标，在单位格网上计算响应指标，得到生态响应指标的空间格网；S8、基于格网单元的状态和其所受到的生态压力，在单元格网上计算生境质量综合指数，生成生境质量综合指数的格网分布图。由上可以看出，本专利技术提供了一种灵活的基于格网单元的区域自然生态地理国情综合测度方法，其优点是将与生态环境相关的压力、状态以及响应三个方面的指标通过内在的逻辑关系进行整合，计算结果可以格网图的形式展示。在实际应用中，可根据具体需求选择相应的压力、状态、响应指标，利用本专利技术所给出的指标综合方式进行综合评价与制图。本专利技术的有益效果包括：本专利技术所提出的综合分析方法可以有效整合生态压力、状态、响应因子之间的逻辑关系，满足了生境质量综合制图与分析的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所参考的生态环境定性分析模型；图2为本专利技术方法的流程图；图3为本专利技术基于PSR模型所提出的自然生态地理国情质量综合测度的参考流程图；图4为本专利技术所采用的生态压力传播模型中所采用的三种计算函数以及其相应的样例；图5为本专利技术实施例中基于1公里格网的不透水面和道路的压力强度空间分布图以及基于生态压力传播模型所计算的生态压力空间分布图；图6为本专利技术实施例中基于1公里格网的生境质量指标和生境质量综合指数的空间分布图；图7为本专利技术实施例中基于城市单元在仅考虑生态状态(S)和同时考虑生态压力对状态的影响(PS)两种情况下生态质量指数的统计结果；图8为本专利技术实施例中基于城市单元在考虑生态状态、压力(PS)和同时考虑生态压力、状态、响应(PSR)两种情况下生态质量指数的统计结果。具体实施方式下面参照附图描述本专利技术的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。如图1所示，在生态环境评估中，生态压力的传播会对生态状态产生负面的影响，而生态响应所采取的环保措施主要用于缓解生态压力，从而对生态状态产生正面的影响，由此，本专利技术提出了基于PSR的定量分析模型。由图2所示，本专利技术提出自然生态地理国情质量综合测度方法包括以下步骤：S1、空间数据收集：收集与地理国情现状相关的土地利用(覆盖)、交通网络和不透水地表面、自然保护区等空间数据作为生态状态、压力、响应的输入数据。S2、区域空间格网化：采用标准格网(例如，1公里×1公里)划分评价区域，将格网作单元作为自然生态地理国情分析与制图的基本单元，与所收集的空间数据做空间相交分析。S3、根据自然生态地理国情分析内容的需求，选取地理要素作为压力源，在单位格网上计算压力源的空间分布密度，在此基础上对压力密度进行归一化，生成压力源强度格网分布图。S4、计算生境质量指标：生境质量指标主要采用反映当前评价区域的生境质量，也可采用其他描述地表覆盖状态的指数，例如植被覆盖度等。本专利技术采用环境保护部2015年发布的《生态环境状况评价技术规范(发布稿)》(HJ192-2015)中生境质量指标表征当前景观格局的状态，基于区域地表覆盖数据，在单位格网上计算生境质量指标，计算公式如下：式中，Sx表示格网单元x的生态状态，即生境质量指标，取值范围[0，100]；kbio表示生境质量指标的归一化系数，参考值为2.8571；n表示地表覆盖类型的数目；Ai表示i类地表覆盖的面积；Ci表示i类地表覆盖的权重(见表1)；A表示单元格网的面积。表1生境质量指标各地表覆盖类型分权重S5、设定生态压力的空间传播模型，建立生态压力随距离增加的衰退公式。生态压力由压力源出发而逐渐向周边衰退，生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，包括：S2，采用标准格网划分评价区域，将格网作单元作为自然生态地理国情分析与制图的基本单元，与所收集的空间数据做空间相交分析；S3，选取地理要素作为压力源，在单位格网上计算压力源的空间分布密度，在此基础上对压力密度进行归一化，生成压力源强度格网分布图；S4，在单位格网上计算生境质量指标；S5，设定生态压力的空间传播模型，建立生态压力随距离增加的衰退公式；S6，设定压力源的影响因子，根据压力源的空间传播特征，在单位格网上计算生态压力指标，得到压力的空间格网；S7，根据区域所采取的生态保护措施建立响应指标，在单位格网上计算响应指标，得到生态响应指标的空间格网；S8、基于格网单元的状态和其所受到的生态压力和保护，在单元格网上计算生境质量综合指数，生成生境质量综合指数的格网分布图。

【技术特征摘要】
2017.05.16 CN 20171034075071.一种区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，包括：S2，采用标准格网划分评价区域，将格网作单元作为自然生态地理国情分析与制图的基本单元，与所收集的空间数据做空间相交分析；S3，选取地理要素作为压力源，在单位格网上计算压力源的空间分布密度，在此基础上对压力密度进行归一化，生成压力源强度格网分布图；S4，在单位格网上计算生境质量指标；S5，设定生态压力的空间传播模型，建立生态压力随距离增加的衰退公式；S6，设定压力源的影响因子，根据压力源的空间传播特征，在单位格网上计算生态压力指标，得到压力的空间格网；S7，根据区域所采取的生态保护措施建立响应指标，在单位格网上计算响应指标，得到生态响应指标的空间格网；S8、基于格网单元的状态和其所受到的生态压力和保护，在单元格网上计算生境质量综合指数，生成生境质量综合指数的格网分布图。2.根据权利要求1所述的区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，在S2之前还包括：S1，收集与地理国情现状相关的空间数据作为生态状态、压力、响应的输入数据。3.根据权利要求1所述的区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，在S8之后还包括：S9，在区域尺度上，计算所有格网单元综合指数的平均值，以此表征该区域自然生态地理国情质量。4.根据权利要求1所述的区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，在S4中，按照如下公式计算单位格网上生境质量指标：Sx表示格网单元x的生态状态，即生境质量指标，取值范围[0，100]；kbio表示生境质量指标的归一化系数，参考值为2.8571；n表示地表覆盖类型的数目；Ai表示i类地表覆盖的面积；Ci表示i类地表覆盖的权重；A表示单元格网的面积。5.根据权利要求4所述的区域自然生态地理国情质量综合测度方法，其特征在于，S5包括：1)，采用格网单元上压力源的面积或长度占比计算压力密度，并进行归一化：

【专利技术属性】
技术研发人员：侯伟，翟亮，乔庆华，桑会勇，冯志贤，刘佳，张英，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11