考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法及系统，包括基于待分析的目标区域，从压力P、状态S、响应R方面选取生态系统安全评估因子；综合目标区域自然灾害现状，从自然灾害影响D方面选取生态系统安全评估因子，基于DPSR模型构建调查区域生态系统安全评估指标体系；获取并计算调查区域生态系统安全评估相关数据，通过GIS方式生成评估模型各因子图层栅格；应用层次分析法与熵值法相结合的方式确定DPSR模型各层级因子权重；通过地理空间叠置逐栅格进行权值综合，总体衡量每个栅格安全程度，实现对调查区域的生态系统安全评价。本发明专利技术通过地理空间信息技术和数学分析模型结合，可为区域防灾减灾和建设生态文明提供有效技术支持。明提供有效技术支持。明提供有效技术支持。

【技术实现步骤摘要】
考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及生态系统安全领域，更具体地说，是涉及一种基于地理空间信息技术和数学分析模型的考虑自然灾害影响的改进PSR模型生态系统安全评价方案。

技术介绍

[0002]生态安全是关系人类生存与发展的重大课题。我国总体生态安全形势严峻，局部地区的生态破坏已严重威胁到居民的生命财产安全和可持续发展，生态问题矛盾尤为突出，提高生态安全已经成为提升区域综合竞争力的关键。生态安全评价作为生态安全研究的基础和前提，已成为备受关注的热点研究领域之一。
[0003]生态安全评价不仅包含狭义自然或半自然的生态指标，还包括各类人口状况、科技发展指标。目前国内外生态评价较为典型的模型框架是由联合国经济合作发展组织 (Organization for Economic Co
‑
operation and Development，OECD)提出的压力
‑
状态
‑ꢀ
响应(Pressure
‑
State
‑
Response，PSR)模型，自提出以来得到了广泛的应用和拓展。现有的模型对于压力和状态多采用资源环境指标、响应则采用人文指标，该评价体制构建方式具有很强的因果关系，但存在逻辑简单问题。模型中自然灾害、人类活动等对生态的影响只能通过生态状态指标随时间的变化而间接地反映出来；同时由于依赖大量的统计数据，其评价单元多是行政单元，结果只能反映出生态系统安全在行政单元上的相对强弱，不能精准地反映出冲突的具体地理位置。
[0004]国内外研究表明，自然灾害一直是困扰生态系统安全的重要因素，对诸多方面造成巨大的危害，并对区域可持续健康发展带来深远的影响，尤其是一旦发生洪涝、大风、火灾等严重自然灾害时，生态系统可能遭受严重破坏。但由于传统PSR模型局限性，自然灾害影响未体现在生态系统安全体系中。
[0005]综上所述，本专利技术对现有的PSR模型进行了改进，提供一种考虑自然灾害影响的改进PSR 模型生态系统安全评价方法来。本专利技术将生态系统自然灾害纳入PSR模型影响因子，提出 DPSR模型评估生态系统安全方法；同时从人口、资源、技术等方面补充压力、状态和响应准则层包含的要素，改进后模型能更清晰地表达出自然灾害、环境、人类活动和生态系统安全的相关关系。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于地理空间信息技术与数学分析模型的考虑自然灾害影响的改进PSR模型生态系统安全评价方案。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案提供一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法，包括以下步骤，
[0008]步骤1，基于待分析的目标区域，根据生态系统安全评估理论，从压力P、状态S、响应 R方面分别选取生态系统安全评估因子；
[0009]步骤2，综合目标区域自然灾害现状，从自然灾害影响D方面选取生态系统安全评
估因子，基于DPSR模型构建调查区域生态系统安全评估指标体系；所述DPSR模型是灾害
‑
压力
‑ꢀ
状态
‑
响应模型，将自然系统安全的评价指标分成四个部分，分别为自然灾害、压力、状态和响应，每个部分通过若干指标项体现；
[0010]步骤3，获取并计算调查区域生态系统安全评估相关数据，通过GIS方式生成评估模型各因子图层栅格；
[0011]步骤4，应用层次分析法与熵值法相结合的方式确定DPSR模型各层级生态系统安全影响因子权重；
[0012]步骤5，通过地理空间叠置逐栅格进行权值综合，总体上衡量每个栅格单元区域的生态系统安全程度，实现对调查区域的生态系统安全评价。
[0013]而且，针对研究区内的生态条件和灾害因素进行综合分析，将对生态系统安全影响较大或明显的因素列为该区域生态系统安全评价的模型因子。
[0014]而且，为消除量纲影响，对指标体系的所有原始数据进行标准化处理，实现方式如下，
[0015]指标安全趋向分为正向和负向，当指标值越小时，生态安全性越好，采用负向指标计算公式进行标准化处理；反之，当指标值越大时，生态安全性越好，则采用正向指标计算公式进行标准化处理；指标安全趋向计算公式如下：
[0016]正向指标：Z
ij
＝(R
ij
‑
min R
ij
)/(max R
ij
‑
min R
ij
)
[0017]负向指标：Z
ij
＝(max R
ij
‑
R
ij
)/(max R
ij
‑
min R
ij
)
[0018]式中，R
ij
表示第i个要素层中第j个指标的原始数值，max R
ij
表示指标的最大值， min R
ij
表示指标的最小值，Z
ij
则为指标的标准化值。
[0019]而且，选取生态系统安全评估因子时，利用VEST模型综合多种气象、地质条件计算生态服务功能；基于3S技术的分布式算法，量化评估不同土地利用类型或不同情景模拟下生态系统服务功能结果，并以栅格图的形式直观显示；满足大范围、复杂条件下生态系统服务功能因子的定量计算。
[0020]而且，采用层次分析法与熵值法相结合的方式确定指标权重，实现如下，
[0021]层次分析法确定主观权重向量：W1＝(ω1,ω2,
…
,ω
n
)
T
[0022]熵值法确定客观权重向量：
[0023]确定组合权重向量：W
e
＝θ1W1+θ2W2[0024]式中，n为影响因子总数，ω1,ω2,
…
,ω
n
为层次分析法各影响因子的重要性权数，为熵值法各影响因子的重要性权数，上标T表示向量转置，θ1、θ2为组合权系数向量的线性表出系数。
[0025]而且，将生态系统安全各评价因子类别权值赋值给相应的图层，构建含有权值属性的评价因子栅格图层，对各因子栅格图层进行空间叠置分析得出综合权值；综合权值越高，表明该区域生态系统越安全；综合权值越低，表明该区域生态系统越危险。
[0026]而且，采用自然断点法按照综合安全值高低对区域进行生态系统安全等级划分。
[0027]而且，用于区域生态系统安全分析以及预测、自动告警。
[0028]本专利技术提供一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价系统，用于实现如上所述的一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法。
[0029]而且，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中
的存储指令执行如上所述的一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，基于待分析的目标区域，根据生态系统安全评估理论，从压力P、状态S、响应R方面分别选取生态系统安全评估因子；步骤2，综合目标区域自然灾害现状，从自然灾害影响D方面选取生态系统安全评估因子，基于DPSR模型构建调查区域生态系统安全评估指标体系；所述DPSR模型是灾害
‑
压力
‑
状态
‑
响应模型，将自然系统安全的评价指标分成四个部分，分别为自然灾害、压力、状态和响应，每个部分通过若干指标项体现；步骤3，获取并计算调查区域生态系统安全评估相关数据，通过GIS方式生成评估模型各因子图层栅格；步骤4，应用层次分析法与熵值法相结合的方式确定DPSR模型各层级生态系统安全影响因子权重；步骤5，通过地理空间叠置逐栅格进行权值综合，总体上衡量每个栅格单元区域的生态系统安全程度，实现对调查区域的生态系统安全评价。2.根据权利要求1所述的考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法，其特征在于：针对研究区内的生态条件和灾害因素进行综合分析，将对生态系统安全影响较大或明显的因素列为该区域生态系统安全评价的模型因子。3.根据权利要求1所述的考虑自然灾害影响的DPSR模型生态系统安全评价方法，其特征在于：为消除量纲影响，对指标体系的所有原始数据进行标准化处理，实现方式如下，指标安全趋向分为正向和负向，当指标值越小时，生态安全性越好，采用负向指标计算公式进行标准化处理；反之，当指标值越大时，生态安全性越好，则采用正向指标计算公式进行标准化处理；指标安全趋向计算公式如下：正向指标：Z
ij
＝(R
ij
‑
min R
ij
)/(max R
ij
‑
min R
ij
)负向指标：Z
ij
＝(max R
ij
‑
R
ij
)/(max R
ij
‑
min R
ij
)式中，R
ij
表示第i个要素层中第j个指标的原始数值，max R
ij
表示指标的最大值，min R
ij
表示指标的最小值，Z
ij
则为指标的标准化值。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江平，饶宸，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：