多尺度国土空间分层优化方法及系统技术方案

本申请公开了一种多尺度国土空间分层优化方法及系统，首先划定生态系统单元之间的过渡界面；其次基于功能耦合协调评价识别不同功能组合分型优化区；再结合三生空间格局、用地结构信息熵、用地与功能耦合协调评价的结果，识别功能协调优化区中的用地结构优化方向；最后，根据生态系统适宜性格局和适宜度得分划定要素布局优化范围，依据其他层面评估分析结果，对斑块优化的方向和具体措施进行选择，从而促进国土空间质量的综合提升，解决了当前面向不同尺度的国土空间优化技术方法之间缺少优化路径的衔接的问题。优化路径的衔接的问题。优化路径的衔接的问题。

Multi scale land spatial hierarchical optimization method and system

【技术实现步骤摘要】
多尺度国土空间分层优化方法及系统


[0001]本申请涉及国土空间优化
，具体涉及一种多尺度国土空间分层优化方法及系统。

技术介绍

[0002]国土空间优化，为的是提高国土空间开发利用效率，形成节约资源和保护环境的空间格局，既要满足经济发展的内在需求，也要给自然生态留下休养生息的空间，保障区域生态稳定和国家粮食安全。为此，宏观尺度的国土空间的三生功能评价及分区优化，主要对三生空间的数量结构优化提出引导方向；而斑块尺度的土地适宜性评价，主要对斑块空间分布存在的错配问题进行识别；二者对解决国土空间开发进程中的优化配置问题均有重要意义。
[0003]三生空间是指生活空间、生产空间和生态空间，国土空间同时具有多种功能，不同功能的表现形式、作用强度等存在差异，即其中某一两种功能起主导作用，体现地域特色并对区域发展起决定性作用。现有的三生空间优化方法，主要包括三生空间格局识别、功能评价以及功能之间的耦合协调关系的评价，进而明晰功能欠缺问题和区域发展不协调问题。
[0004]现有土地适宜性评价普遍是指土地对某种利用方式的适宜程度评价，利用GIS空间分析方法，综合考虑自然、社会和经济等要素影响，对土地要素斑块进行分值或等级的评定。根据评定情况，一方面可以进行国土空间分区引导，如开发利用区、限制开发区、禁止开发区等类型区的划分；另一方面，也可以直接识别需要进行优化调整的土地要素斑块。
[0005]传统的三生功能评价，分别选取表征生产、生活、生态空间效益的指标，以行政区为单元评价区域三生功能水平及主导功能，结合耦合协调模型分析功能之间的失调问题。其结果强调全域性和综合性发展，所形成的国土空间优化策略以三生功能的综合协调为主，往往忽视生态本底条件和国土空间开发利用的现实情况，在提出优化引导方向的过程性、承接性上缺少现实印证。
[0006]于此同时，一般的土地适宜性评价注重局域资源利用潜力和现实发展需求，其结果普遍应用于国土空间要素斑块的约束限制和布局调整，对区域间的功能协调和发展协作体现不足，缺少与全域整体优化目标的衔接。
[0007]总体来说，在生态环境与资源配置问题日益突出的背景下，国土空间的综合整治与生态修复的意义愈发凸显，区域空间优化向局域斑块约束的传导，是全面提升国土空间利用效率的关键问题，而当前面向不同尺度的国土空间优化技术方法之间缺少优化路径的衔接。

技术实现思路

[0008]为此，本申请提供一种多尺度国土空间分层优化方法及系统，以解决现有技术存在的当前面向不同尺度的国土空间优化技术方法之间缺少优化路径的衔接的问题。
[0009]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0010]第一方面，一种多尺度国土空间分层优化方法，包括：
[0011]获取土地利用类型分布和植被覆盖类型区划的空间数据，分析生态系统分布格局并识别生态界面类型，划分生态界面稳定性优化区；所述生态界面稳定性优化区包括植被过渡带、城乡交错带和水陆交接带；
[0012]获取生产、生活、生态功能指标并构建指标体系，利用指标体系对国土空间三生功能水平进行量化评价，结合三生功能耦合协调度模型划分三生功能协调性分型优化区；
[0013]结合三生空间格局、用地结构信息熵和用地结构与功能耦合协调度模型评价结果，识别所述三生功能协调性分型优化区中的用地结构性优化区；
[0014]根据生态系统适宜性格局和适宜度得分划定要素布局优化范围，依据所述生态界面稳定性优化区、所述三生功能协调性分型优化区和用地结构性优化区，得到斑块的分型优化方向。
[0015]进一步的，划分所述植被过渡带具体包括：
[0016]获取每个小流域单元内的农田、林地和草地植被数据占比统计结果T
ij
，其中，T
ij
表示为第i个小流域的第j种植被占比；
[0017]将农田、林地和草地植被根据占比大小排列；
[0018]构建组合类型假设比例T'
ij
；
[0019]根据式(1)计算假设下的Weaver
‑
Thomas组合系数，
[0020][0021]根据组合系数确定实际植被的组合与结构类型；
[0022]将确定的结构类型结果空间化，得到现状植被结构类型分布格局；
[0023]以现状植被结构类型的分布格局和边界为基础，参考长年植被类型区划的农业植被、森林、灌木、草原之间的主要分异边界，沿河流、小流域或地形走势，划定植被过渡带。
[0024]进一步的，所述利用指标体系对国土空间三生功能水平进行量化评价，具体为：
[0025]利用层次分析法对准则层下的指标两两比较，得到准则层指标之间的重要性强弱；
[0026]根据重要性强弱得到判断矩阵；
[0027]利用数学方法确定准则层因素的权值并保证通过一致性检验；
[0028]根据熵权法分别计算生产、生活和生态功能三个目标层下的指标层权重；
[0029]将层次分析法确定的准则层权重与熵权法确定的指标层权重相结合，根据式(2)确定指标的综合权重；
[0030][0031]其中，w
i
为指标最终的综合权重，A
k
为层次分析法确定的第k项准则层权重，k＝1，2，
…
，9，E
j
为熵权法确定的第k项准则层中第j个指标的权重。
[0032]进一步的，所述三生功能耦合协调度模型为：
[0033][0034]T＝αP
i
+βL
i
+γE
i
[0035][0036]其中，C为功能之间的耦合度，T为功能的综合评价指数，D为三生功能耦合协调度，P
i
、L
i
、E
i
分别为第i个区域的生产、生活、生态功能评价值，α、β、γ为待定权数。
[0037]进一步的，所述用地结构信息熵为：
[0038][0039]其中，L为用地结构信息熵，m为土地类型数量，P
j
为第j种土地类型所占的比例。
[0040]进一步的，所述用地结构与功能耦合协调度模型为：
[0041][0042]T＝αI
i
+βF
i
[0043][0044]其中，C为用地结构与功能的耦合度，T为用地结构与单项功能的综合评价指数，D为耦合协调度，I
i
、F
i
分别为第i个区域的用地结构混合度与单项功能评价值，α、β为待定权数。
[0045]进一步的，所述适宜性格局是根据限制性程度最大因素确定等别，通过空间叠加分析，按照不同适宜程度的宜农、宜林、宜草各项指标的阈值逐步剔除，得到宜农、宜林、宜草格局图层。
[0046]进一步的，所述空间叠加次序依次为：一等宜农、二等宜农、一等宜林、宜草、二等宜林、三等宜农。
[0047]进一步的，所述适宜度是以栅格为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多尺度国土空间分层优化方法，其特征在于，包括：获取土地利用类型分布和植被覆盖类型区划的空间数据，分析生态系统分布格局并识别生态界面类型，划分生态界面稳定性优化区；所述生态界面稳定性优化区包括植被过渡带、城乡交错带和水陆交接带；获取生产、生活、生态功能指标并构建指标体系，利用指标体系对国土空间三生功能水平进行量化评价，结合三生功能耦合协调度模型划分三生功能协调性分型优化区；结合三生空间格局、用地结构信息熵和用地结构与功能耦合协调度模型评价结果，识别所述三生功能协调性分型优化区中的用地结构性优化区；根据生态系统适宜性格局和适宜度得分划定要素布局优化范围，依据所述生态界面稳定性优化区、所述三生功能协调性分型优化区和用地结构性优化区，得到斑块的分型优化方向。2.根据权利要求1所述的多尺度国土空间分层优化方法，其特征在于，划分所述植被过渡带具体包括：获取每个小流域单元内的农田、林地和草地植被数据占比统计结果T
ij
，其中，T
ij
表示为第i个小流域的第j种植被占比；将农田、林地和草地植被根据占比大小排列；构建组合类型假设比例T'
ij
；根据式(1)计算假设下的Weaver
‑
Thomas组合系数，根据组合系数确定实际植被的组合与结构类型；将确定的结构类型结果空间化，得到现状植被结构类型分布格局；以现状植被结构类型的分布格局和边界为基础，参考长年植被类型区划的农业植被、森林、灌木、草原之间的主要分异边界，沿河流、小流域或地形走势，划定植被过渡带。3.根据权利要求1所述的多尺度国土空间分层优化方法，其特征在于，所述利用指标体系对国土空间三生功能水平进行量化评价，具体为：利用层次分析法对准则层下的指标两两比较，得到准则层指标之间的重要性强弱；根据重要性强弱得到判断矩阵；利用数学方法确定准则层因素的权值并保证通过一致性检验；根据熵权法分别计算生产、生活和生态功能三个目标层下的指标层权重；将层次分析法确定的准则层权重与熵权法确定的指标层权重相结合，根据式(2)确定指标的综合权重；其中，w
i
为指标最终的综合权重，A
k
为层次分析法确定的第k项准则层权重，k＝1，2，
…
，9，E
j
为熵权法确定的第k项准则层中第j个指标的权重。4.根据权利要求1所述的多尺度国土空间分层优化方法，其特征在于，所述三生功能耦合协调度模型为：
T＝αP
i
+βL
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜广辉，吴思多，曲衍波，马雯秋，周涛，田亚亚，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：