本發(fā)明涉及一種一體化調(diào)控方法和系統(tǒng)，尤其涉及一種城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控方法和系統(tǒng)，屬于國土空間規(guī)劃和城鎮(zhèn)規(guī)劃。

背景技術(shù)：

1、城鎮(zhèn)國土空間急劇擴(kuò)張，滿足了經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，同時(shí)又威脅著糧食安全和生態(tài)安全。盡管政府采取多種宏觀調(diào)控策略限制城鎮(zhèn)空間無序蔓延，但城鎮(zhèn)空間蔓延形勢(shì)依舊嚴(yán)峻。目前，通過多光譜遙感數(shù)據(jù)和夜間燈光遙感數(shù)據(jù)等識(shí)別城鎮(zhèn)空間現(xiàn)狀邊界的方法較為成熟，但城鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定多以現(xiàn)有城鎮(zhèn)空間規(guī)模的1.3倍為基礎(chǔ)，難以滿足不同區(qū)域的實(shí)際發(fā)展需要。地價(jià)均衡模型是城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張調(diào)控的重要方法，即一種找出城鎮(zhèn)空間地價(jià)與非城鎮(zhèn)空間地價(jià)空間均衡位置的方法，從而確定滿足城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張綜合效益最優(yōu)的邊界。

2、但是，過去城鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定，并未考慮到城鎮(zhèn)空間作為碳源空間而帶來的生態(tài)負(fù)外部性，造成國土空間碳收支失衡。因此，如何兼顧糧食保障和低碳發(fā)展目標(biāo)的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張調(diào)控思路和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定方法尚未成熟，亟需提出一種同時(shí)考慮地價(jià)均衡和低碳約束的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控模型與方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種可以考慮地價(jià)均衡和低碳約束的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控方法和系統(tǒng)。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控方法，包括以下步驟：

3、步驟1：基于政府公開信息測(cè)算得出待調(diào)控區(qū)域的農(nóng)地資源綜合價(jià)值，并基于資源稀缺性進(jìn)行修正；所述農(nóng)地資源綜合價(jià)值包括農(nóng)地資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出價(jià)值、農(nóng)地資源生態(tài)服務(wù)價(jià)值和農(nóng)地資源社會(huì)保障價(jià)值；

4、步驟2：基于插值方法和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，建立城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫；

5、步驟3：基于碳源空間負(fù)外部性，測(cè)算城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的邊際收益和綠色邊際收益；

6、步驟4：基于修正后的農(nóng)地資源綜合價(jià)值、城鎮(zhèn)空間低價(jià)數(shù)據(jù)庫、城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的邊際收益和綠色邊際收益，調(diào)控劃定城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張邊界。

7、進(jìn)一步地，所述步驟2具體為，以城鎮(zhèn)研究年份的基準(zhǔn)地價(jià)圖作為工作底圖進(jìn)行數(shù)字化，建立城鎮(zhèn)空間圖形數(shù)據(jù)庫；收集城鎮(zhèn)一級(jí)市場(chǎng)出讓地塊的信息資料，定位并建立屬性數(shù)據(jù)庫，基于插值方法和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，考慮樣點(diǎn)類型的代表性，對(duì)城鎮(zhèn)空間地價(jià)值進(jìn)行空間插值，形成城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫。

8、進(jìn)一步地，所述步驟3包括：

9、步驟3.1：收集研究年份的全國碳市場(chǎng)碳交易價(jià)格年均價(jià)pc；

10、步驟3.2：測(cè)算城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益mpgdp：

11、mpgdp＝d∑gdp/ds

12、其中，s代表城鎮(zhèn)空間規(guī)模；σgdp為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出之和；

13、步驟3.3：測(cè)算考慮城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益mp′gdp；基于城鎮(zhèn)空間的負(fù)外部性，扣除因城鎮(zhèn)擴(kuò)張而碳排放增加導(dǎo)致的生態(tài)價(jià)值損失：

14、mp′gdp＝d{∑gdp-∑co2×pc}/ds

15、其中，σco2為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)的累積碳排放。

16、進(jìn)一步地，所述步驟4包括：

17、步驟4.1：基于城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫，在arcgis?geostatistical?analysis模塊下采用ordinary?kring法完成城鎮(zhèn)空間地價(jià)樣點(diǎn)的空間插值；

18、步驟4.2：基于規(guī)劃起點(diǎn)年份的城鎮(zhèn)空間規(guī)模的預(yù)設(shè)倍數(shù)為理想邊界；

19、步驟4.3：構(gòu)建城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的增效理想模型jp1、增效適度模型jp2、增效極限模型jp3、降碳理想模型jp4、降碳適度模型jp5和降碳極限模型jp6如下：

20、jp1＝mpgdp＝(v′e+v′c+v′s)

21、jp2＝mpgdp＝(v′e+v′c)

22、jp3＝mpgdp＝v′e

23、

24、其中，mpgdp為鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益，mp′gdp為鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的綠色邊際收益，ve′表示修正后的農(nóng)地資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值，vc′表示修正后的農(nóng)地資源生態(tài)價(jià)值，vs′表示修正后的農(nóng)地資源社會(huì)價(jià)值，s為城鎮(zhèn)空間規(guī)模，∑co2為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)的累積碳排放，pc為全國碳市場(chǎng)碳交易價(jià)格年均價(jià)；

25、步驟4.4：根據(jù)理想邊界模型計(jì)算結(jié)果，在空間插值后的城鎮(zhèn)建設(shè)用地價(jià)值空間數(shù)據(jù)庫中分別選取建設(shè)用地價(jià)值為jp1、jp2、jp3、jp4、jp5和jp6的六條封閉曲線作為增效理想邊界、增效適度邊界、增效極限邊界、降碳理想邊界、降碳適度邊界和降碳極限邊界，完成城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張邊界的調(diào)控。

26、進(jìn)一步地，所述步驟4.2具體為，

27、步驟4.2.1：基于多目標(biāo)優(yōu)化模型，在確定城鎮(zhèn)空間規(guī)模為城鎮(zhèn)空間現(xiàn)狀規(guī)模的n倍的基礎(chǔ)上，且滿足農(nóng)用地面積不低于政府設(shè)定的永久基本農(nóng)田紅線劃定面積、生態(tài)用地面積不低于政府設(shè)定的永久生態(tài)保護(hù)紅線劃定面積的約束條件，以土地利用經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最高為優(yōu)化目標(biāo)，得到各類型城鎮(zhèn)空間的數(shù)量結(jié)構(gòu)，n為預(yù)設(shè)倍數(shù)；

28、步驟4.2.2：運(yùn)用plus模型，依據(jù)兩期土地利用變化數(shù)據(jù)，通過leas模塊，捕捉土地利用歷史變化策略，進(jìn)而通過cars模塊，模擬城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張n倍后的城鎮(zhèn)空間布局；

29、步驟4.2.3：提取模擬結(jié)果中城鎮(zhèn)空間邊界，作為城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的理想邊界。

30、基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控系統(tǒng)，包括：

31、農(nóng)地測(cè)算模塊，用于基于政府公開信息測(cè)算得出待調(diào)控區(qū)域的農(nóng)地資源綜合價(jià)值，并基于資源稀缺性進(jìn)行修正；所述農(nóng)地資源綜合價(jià)值包括農(nóng)地資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出價(jià)值、農(nóng)地資源生態(tài)服務(wù)價(jià)值和農(nóng)地資源社會(huì)保障價(jià)值；

32、數(shù)據(jù)庫模塊：用于基于插值方法和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，建立城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫；

33、收益測(cè)算模塊，用于基于碳源空間負(fù)外部性，測(cè)算城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的邊際收益和綠色邊際收益；

34、調(diào)控模塊，用于基于修正后的農(nóng)地資源綜合價(jià)值、城鎮(zhèn)空間低價(jià)數(shù)據(jù)庫、城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的邊際收益和綠色邊際收益，調(diào)控劃定城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張邊界。

35、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)庫模塊具體實(shí)現(xiàn)方法為，以城鎮(zhèn)研究年份的基準(zhǔn)地價(jià)圖作為工作底圖進(jìn)行數(shù)字化，建立城鎮(zhèn)空間圖形數(shù)據(jù)庫；收集城鎮(zhèn)一級(jí)市場(chǎng)出讓地塊的信息資料，定位并建立屬性數(shù)據(jù)庫，基于插值方法和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，考慮樣點(diǎn)類型的代表性，對(duì)城鎮(zhèn)空間地價(jià)值進(jìn)行空間插值，形成城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫。

36、進(jìn)一步地，所述收益廁所模塊，具體實(shí)現(xiàn)方法為：

37、收集研究年份的全國碳市場(chǎng)碳交易價(jià)格年均價(jià)pc；

38、測(cè)算城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益mpgdp：

39、mpgdp＝d∑gdp/ds

40、其中，s代表城鎮(zhèn)空間規(guī)模；∑cdp為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出之和；

41、測(cè)算考慮城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益mp′gdp；基于城鎮(zhèn)空間的負(fù)外部性，扣除因城鎮(zhèn)擴(kuò)張而碳排放增加導(dǎo)致的生態(tài)價(jià)值損失：

42、mp′gdp＝d{∑gdp-∑co2×pc}/ds

43、其中，∑co2為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)的累積碳排放。

44、進(jìn)一步地，所述調(diào)控模塊，具體實(shí)現(xiàn)方法為：

45、基于城鎮(zhèn)空間地價(jià)數(shù)據(jù)庫，在arcgis?geostatistical?analysis模塊下采用ordinary?kring法完成城鎮(zhèn)空間地價(jià)樣點(diǎn)的空間插值；

46、基于規(guī)劃起點(diǎn)年份的城鎮(zhèn)空間規(guī)模的預(yù)設(shè)倍數(shù)為理想邊界；

47、構(gòu)建城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的增效理想模型jp1、增效適度模型jp2、增效極限模型jp3、降碳理想模型jp4、降碳適度模型jp5和降碳極限模型jp6如下：

48、jp1＝mpgdp＝(v′e+v′c+v′s)

49、jp2＝mpgdp＝(v′e+v′c)

50、jp3＝mpgdp＝v′e

51、

52、其中，mpgdp為鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的邊際收益，mp′gdp為鎮(zhèn)空間擴(kuò)張的綠色邊際收益，v′e表示修正后的農(nóng)地資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值，vc′表示修正后的農(nóng)地資源生態(tài)價(jià)值，vs′表示修正后的農(nóng)地資源社會(huì)價(jià)值，s為城鎮(zhèn)空間規(guī)模，∑co2為城鎮(zhèn)空間范圍內(nèi)的累積碳排放，pc為全國碳市場(chǎng)碳交易價(jià)格年均價(jià)；

53、根據(jù)理想邊界模型計(jì)算結(jié)果，在空間插值后的城鎮(zhèn)建設(shè)用地價(jià)值空間數(shù)據(jù)庫中分別選取建設(shè)用地價(jià)值為jp1、jp2、jp3、jp4、jp5和jp6的六條封閉曲線作為增效理想邊界、增效適度邊界、增效極限邊界、降碳理想邊界、降碳適度邊界和降碳極限邊界，完成城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張邊界的調(diào)控。

54、進(jìn)一步地，所述基于規(guī)劃起點(diǎn)年份的城鎮(zhèn)空間規(guī)模的預(yù)設(shè)倍數(shù)為理想邊界，具體包括，

55、基于多目標(biāo)優(yōu)化模型，在確定城鎮(zhèn)空間規(guī)模為城鎮(zhèn)空間現(xiàn)狀規(guī)模的n倍的基礎(chǔ)上，且滿足農(nóng)用地面積不低于政府設(shè)定的永久基本農(nóng)田紅線劃定面積、生態(tài)用地面積不低于政府設(shè)定的永久生態(tài)保護(hù)紅線劃定面積的約束條件，以土地利用經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最高為優(yōu)化目標(biāo)，得到各類型城鎮(zhèn)空間的數(shù)量結(jié)構(gòu)，n為預(yù)設(shè)倍數(shù)；

56、運(yùn)用plus模型，依據(jù)兩期土地利用變化數(shù)據(jù)，通過leas模塊，捕捉土地利用歷史變化策略，進(jìn)而通過cars模塊，模擬城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張n倍后的城鎮(zhèn)空間布局；

57、提取模擬結(jié)果中城鎮(zhèn)空間邊界，作為城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張的理想邊界。

58、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控模型與方法，模型構(gòu)建綜合權(quán)衡了國土空間與經(jīng)濟(jì)增效、社會(huì)保障和雙碳目標(biāo)等多重因素，重點(diǎn)考慮了城鎮(zhèn)空間作為碳源空間的負(fù)外部性，新提出的6條邊界，在理論上界定了土地資源作為農(nóng)地與城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用的空間無差異曲線，在實(shí)踐上找到了面向經(jīng)濟(jì)增效和雙碳目標(biāo)的城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控多方案的空間參考系；本發(fā)明也從多學(xué)科視角融合構(gòu)建了“戰(zhàn)略-機(jī)制-治理-功能-本底”一體化立體模型，從多方案(規(guī)劃、增效和減碳)提出了城鎮(zhèn)國土空間擴(kuò)張一體化調(diào)控模型與方法，能夠?yàn)閰^(qū)域國土空間治理和高質(zhì)量發(fā)展提供調(diào)控方案。