本發(fā)明涉及生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)，特別是涉及一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、生態(tài)空間是維護(hù)區(qū)域生物多樣性安全、區(qū)域景觀格局完整性和連續(xù)性的基礎(chǔ)性用地空間，承擔(dān)著維持區(qū)域生態(tài)平衡的使命。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市擴(kuò)張和自然資源的粗放利用使生態(tài)資源保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻，城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積不斷擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地資源短缺、區(qū)域發(fā)展與生態(tài)保護(hù)沖突之間的矛盾突出。與此同時(shí)，面對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)管范圍廣、工作量大等問題，如何科學(xué)有效識(shí)別生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)“分區(qū)分策”精準(zhǔn)管控，對(duì)提高生態(tài)保護(hù)響應(yīng)速度和生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

2、以往主要是基于多源遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建生態(tài)敏感性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)價(jià)體系，再結(jié)合生態(tài)用地類型，識(shí)別生態(tài)空間范圍，缺少人文因素的考量以及不同用地活動(dòng)引起的區(qū)域格局變化導(dǎo)致的生態(tài)空間破碎化研究不足。除了自然因素外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素也對(duì)生態(tài)空間的形成與改變產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，生態(tài)空間的識(shí)別還需要兼顧區(qū)域系統(tǒng)的可持續(xù)性。而當(dāng)前生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)中缺少對(duì)沖突因素的考慮，從而導(dǎo)致自然資源景觀破碎化、孤島化嚴(yán)重、資源分布不均衡的狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法及系統(tǒng)，能夠緩解自然資源景觀破碎化、孤島化嚴(yán)重以及資源分布不均衡的狀況，從而維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)動(dòng)態(tài)平衡。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，包括：

4、對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理，得到多源數(shù)據(jù)；所述多源數(shù)據(jù)包括tm遙感影像、氣象、水文、土壤、植被、人口經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)保數(shù)據(jù)；

5、利用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型和所述多源數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估，確定單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重，并根據(jù)單因子疊加的結(jié)果確定所述目標(biāo)研究區(qū)域的生態(tài)空間；所述目標(biāo)研究區(qū)域的質(zhì)量等級(jí)包括一至五級(jí)；所述生態(tài)空間的質(zhì)量等級(jí)包括第四級(jí)和第五級(jí)；

6、根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源-風(fēng)險(xiǎn)受體-風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)，計(jì)算生態(tài)空間沖突風(fēng)險(xiǎn)程度，并根據(jù)沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果識(shí)別所述生態(tài)空間中初步判斷的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域；所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果包括五個(gè)沖突強(qiáng)度等級(jí)；所述保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域?yàn)榈谒募?jí)和第五級(jí)；

7、在考慮空間異質(zhì)性和斑塊大小的基礎(chǔ)上，利用arcgis?pro軟件平臺(tái)的漁網(wǎng)分析對(duì)生態(tài)空間進(jìn)行網(wǎng)格化處理，并根據(jù)設(shè)定網(wǎng)格單元內(nèi)用地類型與景觀格局指數(shù)確定所述生態(tài)空間的沖突分異特征；

8、基于所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和所述沖突分異特征確定所述生態(tài)空間中最終判斷的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域。

9、可選地，所述預(yù)處理包括校正、拼接、裁剪、投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪、屬性數(shù)據(jù)加工、疊加分析、柵格重分類、插值計(jì)算。

10、可選地，所述單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重的確定方法為：

11、利用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型和所述多源數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然三方面要素影響下的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，確定單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)；

12、利用極差法對(duì)所述單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并采用極端梯度提升模型對(duì)各所述單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重確定，得到單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重。

13、可選地，所述標(biāo)準(zhǔn)化處理的計(jì)算公式為：

14、

15、其中，yi為第i項(xiàng)單因子指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，xi為第i項(xiàng)的指標(biāo)初始值，ximax、ximin分別為第i項(xiàng)的指標(biāo)最大值和指標(biāo)最小值。

16、可選地，所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果包括：第一級(jí)為穩(wěn)定、第二級(jí)為較為穩(wěn)定、第三級(jí)為基本可控、第四級(jí)為基本失控以及第五級(jí)為失控。

17、可選地，所述空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)為：

18、

19、scci＝ci+fi－si

20、其中，scci為空間沖突風(fēng)險(xiǎn)水平，ci為空間外部壓力值，fi為空間暴露性指數(shù)，si為空間穩(wěn)定性指數(shù)；pij為斑塊的周長(zhǎng)，km，aij為斑塊的面積，km2；a為景觀總面積，km2，i為斑塊數(shù)目；j為斑塊類型；fi為景觀脆弱度，ai為單元內(nèi)各類景觀的面積，s為空間單元總面積，ni表示空間單元內(nèi)i類斑塊的數(shù)目，a為空間單元面積。

21、可選地，所述設(shè)定網(wǎng)格單元的采樣規(guī)格為1km×1km。

22、本發(fā)明還提供了一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別系統(tǒng)，包括：

23、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理，得到多源數(shù)據(jù)；所述多源數(shù)據(jù)包括tm遙感影像、氣象、水文、土壤、植被、人口經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)保數(shù)據(jù)；

24、生態(tài)空間確定模塊，用于利用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型和所述多源數(shù)據(jù)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估，確定單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重，并根據(jù)單因子疊加的結(jié)果確定所述目標(biāo)研究區(qū)域的生態(tài)空間；所述目標(biāo)研究區(qū)域的質(zhì)量等級(jí)包括一至五級(jí)；所述生態(tài)空間的質(zhì)量等級(jí)包括第四級(jí)和第五級(jí)；

25、初步判斷模塊，用于根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源-風(fēng)險(xiǎn)受體-風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)，計(jì)算生態(tài)空間沖突風(fēng)險(xiǎn)程度，并根據(jù)沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果識(shí)別所述生態(tài)空間中初步判斷的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域；所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果包括五個(gè)沖突強(qiáng)度等級(jí)；所述保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域?yàn)榈谒募?jí)和第五級(jí)；

26、沖突分異特征確定模塊，用于在考慮空間異質(zhì)性和斑塊大小的基礎(chǔ)上，利用arcgis?pro軟件平臺(tái)的漁網(wǎng)分析對(duì)生態(tài)空間進(jìn)行網(wǎng)格化處理，并根據(jù)設(shè)定網(wǎng)格單元內(nèi)用地類型與景觀格局指數(shù)確定所述生態(tài)空間的沖突分異特征；

27、最終判斷模塊，用于基于所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和所述沖突分異特征確定所述生態(tài)空間中最終判斷的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域。

28、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

29、本發(fā)明公開了一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法及系統(tǒng)，所述方法包括對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理，得到多源數(shù)據(jù)，并通過壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型評(píng)估社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然三方面要素影響下的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量來提取生態(tài)空間，進(jìn)一步依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源-風(fēng)險(xiǎn)受體-風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)，計(jì)算并初步識(shí)別保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域，然后根據(jù)網(wǎng)格單元內(nèi)用地類型與景觀格局指數(shù)評(píng)估生態(tài)空間的沖突分異特征，最后根據(jù)沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和沖突分異特征確定最終判斷出的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域。本發(fā)明能夠緩解自然資源景觀破碎化、孤島化嚴(yán)重以及資源分布不均衡的狀況，從而維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)動(dòng)態(tài)平衡。

技術(shù)特征：

1.一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括：校正、拼接、裁剪、投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪、屬性數(shù)據(jù)加工、疊加分析、柵格重分類、插值計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述單因子指標(biāo)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重的確定方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)化處理的計(jì)算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果包括：第一級(jí)為穩(wěn)定、第二級(jí)為較為穩(wěn)定、第三級(jí)為基本可控、第四級(jí)為基本失控以及第五級(jí)為失控。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法，其特征在于，所述設(shè)定網(wǎng)格單元的采樣規(guī)格為1km×1km。

8.一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域識(shí)別方法及系統(tǒng)，涉及生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：對(duì)目標(biāo)研究區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理，得到多源數(shù)據(jù)，并通過壓力?狀態(tài)?響應(yīng)模型評(píng)估社會(huì)?經(jīng)濟(jì)?自然三方面要素影響下的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量來提取生態(tài)空間，進(jìn)一步依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源?風(fēng)險(xiǎn)受體?風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建空間風(fēng)險(xiǎn)沖突指數(shù)，計(jì)算并初步識(shí)別保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域，然后根據(jù)網(wǎng)格單元內(nèi)用地類型與景觀格局指數(shù)評(píng)估生態(tài)空間的沖突分異特征，最后根據(jù)沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果和沖突分異特征確定最終判斷出的保護(hù)和修復(fù)重點(diǎn)區(qū)域。本發(fā)明能夠緩解自然資源景觀破碎化、孤島化嚴(yán)重以及資源分布不均衡的狀況，從而維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)動(dòng)態(tài)平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：胡卓瑋,劉祥平,王永財(cái),王曉筱,楊子情,王晶,王俊杰,趙麗,李思遠(yuǎn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：首都師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30