城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质技术

本发明专利技术提供了一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质。其中，该方法包括：利用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对空间数据进行预处理；从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和空间数据，计算研究时段内所述城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数；输出生态价值指数的图表。通过本发明专利技术，解决了相关技术中对城市群空间扩展与生态环境之间影响机理研究尚未提出有效的解决方案的问题，不仅提出了一种能够有效研究城市群空间扩展与生态环境之间影响机理的方法，还提高了研究效率。

【技术实现步骤摘要】
城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质
本专利技术涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质。
技术介绍
城市群等区域的空间扩展包含城镇用地的空间扩展和生态用地内部之间的交互置换两大方面。城镇用地的空间扩展必然引起生态用地发生变化，生态用地的交互置换也必然会对城市群的生态环境产生影响。如何调控这种影响的合理程度和影响幅度，需要对城市群空间扩展与生态环境之间的影响机理进行分析。相关技术中对城市群空间扩展与生态环境之间的影响机理研究尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质，以至少解决相关技术中对城市群空间扩展与生态环境之间的影响机理研究尚未提出有效的解决方案的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法，包括：采用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对所述空间数据进行预处理；从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和所述空间数据，计算所述研究时段内所述城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数，所述计算模型包括以下至少之一：用地类型变化率计算模型、用地类型流向指数计算模型、用地类型相对变化率计算模型、用地类型变更的生态价值贡献率计算模型；输出所述生态价值指数的图表。第二方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面所述的方法。通过本专利技术实施例提供的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法及介质，采用利用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对空间数据进行预处理；从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和空间数据，计算研究时段内所述城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数；输出生态价值指数的图表的方式，解决了相关技术中对城市群空间扩展与生态环境之间影响机理研究尚未提出有效的解决方案的问题，不仅提出了一种能够有效研究城市群空间扩展与生态环境之间影响机理的方法，还提高了研究效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的武汉城市群用地类型的生态价值贡献率及年度变化的示意图；图3是根据本专利技术实施例的武汉城市群土地变更规模占土地总面积(左)及变化总量(右)的比重的示意图；图4是根据本专利技术实施例的武汉城市群用地类型的相对变化率示意图；图5是根据本专利技术实施例的武汉城市群1980-1995年建设用地转换为非建设用地的规模示意图；图6是根据本专利技术实施例的武汉城市群1995-2000年建设用地转换为非建设用地的规模示意图；图7是根据本专利技术实施例的武汉城市群1980-1995年非建设用地转换为建设用地的规模示意图；图8是根据本专利技术实施例的武汉城市群1995-2000年非建设用地转换为建设用地的规模示意图；图9是根据本专利技术实施例的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取设备的硬件结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本实施例中提供了一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法，图1是根据本专利技术实施例的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：步骤S101，采用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对空间数据进行预处理；步骤S102，从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和空间数据，计算研究时段内城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数，计算模型包括但不限于以下至少之一：用地类型变化率计算模型、用地类型流向指数计算模型、用地类型相对变化率计算模型、用地类型变更的生态价值贡献率计算模型；步骤S103，输出生态价值指数的图表。通过上述的步骤，一方面，通过用地类型变化率、用地类型流向指数、用地类型相对变化率、用地类型变更的生态价值贡献率四个维度，可以呈现城市群区域在研究时段(例如多个年份)内与用地类型变更相关的生态价值指数的演变情况，可以体现城市群区域用地类型交互变更的动态演变；另一方面，利用计算机的数据库、计算模型库、自动图形图标绘制，实现自动化的数据获取、计算及图表输出，不仅大大提高了研究效率，减少了人为误差，还能够通过对计算模型库中计算模型的迭代更新便捷实现研究方法的更新和扩展。可选地，本实施例的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法在步骤S102之前，还可以包括如下步骤：从数据库获取城市群区域在研究时段内的土地利用现状数据，并依据空间数据的分类标准对土地利用现状数据进行类型调整；其中，计算模型库的计算模型还包括但不限于以下至少之一：用地类型的城市群区域生态价值贡献率计算模型、用地类型生态价值变动贡献率计算模型。上述的城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法可以应用于任意城市群区域的生态价值指数的提取，并且在上述方法中采用的计算模型并不限于某一特定的计算模型。这些计算模型预先设置在计算模型库中，并通过预先的配置或者用户的选择来关联或者确定计算相应指数的计算模型，并且计算模型库中的计算模型可以由人工进行增加、删除或者更新。在本实施例中，将以武汉城市群为例，并采用优选的计算模型对本专利技术实施例的方法进行描述和说明。在本实施例中采用两套数据：第一套数据是1980、1995和2000年Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，用于分析空间扩展的生态响应，数据包括25个二级类型；根据研究目标，可将25个二级类型划分为两大类：一大类是城镇用地，包括城乡、工矿、居民用地3小类，另一大类是生态用地，包括耕地、林地、草地、水域和未利用土地5小类；第二套数据是1996-2004年的土地利用现状数据，用于分析空间扩展的生态环境约束机制，数据包括48个二级类型。第二套数据较为翔实，能够将建设用地(包括交通用地、居民点用地等)都反映出来，更适应于做机制分析。在本实施例中，首先以城市群生态功能区的研究为基础，进一步研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法，其特征在于，包括：采用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对所述空间数据进行预处理；从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和所述空间数据，计算所述研究时段内所述城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数，所述计算模型包括以下至少之一：用地类型变化率计算模型、用地类型流向指数计算模型、用地类型相对变化率计算模型、用地类型变更的生态价值贡献率计算模型；输出所述生态价值指数的图表。

【技术特征摘要】
1.一种城市群区域空间扩展的用地生态价值指数提取方法，其特征在于，包括：采用GIS技术从数据库获取城市群区域在研究时段内的Coverage格式的土地利用/土地覆被的空间数据，并对所述空间数据进行预处理；从计算模型库加载计算模型，并利用加载的计算模型和所述空间数据，计算所述研究时段内所述城市群区域的不同用地类型用地的生态价值指数，所述计算模型包括以下至少之一：用地类型变化率计算模型、用地类型流向指数计算模型、用地类型相对变化率计算模型、用地类型变更的生态价值贡献率计算模型；输出所述生态价值指数的图表。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用地类型变化率计算模型由以下公式限定：式中，Ki为所述研究时段内用地类型i的变化率，LUit和LUi(t+1)分别表示所述研究时段的初期和末期用地类型i的面积，T表示研究时段。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用地类型流向指数计算模型由以下之一的公式限定：或者，式中，Pci为所述研究时段内用地类型i在用地类型i范围内的流向指数，Rpci为所述研究时段内用地类型i在所有用地类型范围内的流向指数，ΔLUi-j表示研究时段内用地类型i变更为用地类型j的面积，i≠j，j＝1，2，3…，n；LUit表示所述研究时段的初期用地类型i的面积。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用地类型相对变化率计算模型由以下公式限定：式中，Ri为所述研究时段内用地类型i的相对变化率；LUijt和LUij(t+1)分别表示所述研究时段的第j年份内的初期和末期用地类型i的面积，k为所述研究时段的总年份数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用地类型变更的生态价值贡献率计算模型由以下之一的公式限定：或者式中，Ecri→j为所述研究时段内用地类型i变更为用地类型j所引起的生态价值变动对用地类型i的生态价值总量的贡献率，Recrij为所述研究时段内用地类型i变更为用地类型j所引起的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：方创琳，方嘉雯，张兵，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11