一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法技术

本发明专利技术是一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，根据其生态保护与修复、城市建设需求选取高程、坡度、水土侵蚀、水源涵养等9个因子建立综合评价指标体系，通过ArcGIS平台的空间分析，采用因子加权法先后通过单因子研究和多因子综合研究揭示用地的建设适宜性格局，并根据综合建设适宜指数（CSI）划定海绵城市建设分区，得到海绵城市规划建设生态适宜性计算结果，并将结果划分为海绵建设保育区，海绵建设缓冲区，海绵建设开发区。此生态适宜性评价分析结果为海绵城市规划提供了科学依据在海绵城市的专项规划中，海绵城市建设适宜性评价有利于绘制建设范围内的生态图底、构建重要的海绵设施重点建设区、指导分期建设时序。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法
本专利技术为一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，适用于不同尺度区域的海绵城市规划分析，属于海绵城市规划设计

技术介绍
我国降水成明显的季节性变化，夏秋季常伴有强降雨。近年来，许多城市在夏秋季都面临内涝频发、雨水资源大量流失、生态环境破坏等诸多问题，在城市建设中构建雨洪管理系统刻不容缓。目前城市海绵城市建设适宜性评价尚处在研究与探索中，生态适宜性评价研究方法主要包括综合指数法、模糊综合评价法、层次分析法、主成分分析法等传统评价方法，由于海绵城市规划涉及内容广泛，对基础资料的要求极高，并且针对不同特点的城市和区域，其分析方法也有千差万别。也需要有一种综合性的创新的分析方法评估规划区的海绵城市建设生态适宜性。本评价方法结合GIS技术的综合运用，在海绵生态敏感性分析中，采用层次分析法和专家打分法，选取敏感因子，给各敏感因子权重赋值，通过ArcGIS平台进行空间叠加，得到海绵生态敏感性综合评价结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，针对规划区域，综合评估海绵城市建设的条件。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，其特征在于该方法包括以下步骤：选定敏评价因子，选择规划区内影响海绵城市建设的单个敏感因子；敏感因子权重赋值和打分，确定对评价结论有决定作用的敏感因子作为刚性因子，其他为弹性因子；归一化处理，对单因子指标采用归一化方法处理，得出单个因子权重赋值；CSI法复合评价，采用适宜性指数CSI法，进行多因子复合评价；评价分析，根据评价结果判定规划区是否具有进行海绵城市建设的条件以及建设的侧重点。进一步地，所述敏感因子包括高程因子、坡度因子、汇流量因子、低洼地因子、水域缓冲区因子、建设缓冲区因子、山体生态敏感性因子、水体生态敏感性因子、生态阻力因子。进一步地，敏感因子权重赋值和打分包括：所述高程因子由数字地形模型得到，以像元的绝对高程值大小来进行单因子评分，如果某像元的绝度高程值越大，表示其所处地区基于地理风险的建设难度和可行性越低，则该区域进行海绵城市建设适应性得分越低；坡度因子，以像元的坡度值大小来进行单因子评分，坡度越大，生态敏感性越高，人工构筑物建设难度和可行性越低，海绵城市建设适宜性越高；坡度大于规定值处无条件适宜；汇流量因子，以地形的排水方向确定汇流量，汇流量越大，越适合布局海绵设施，越要保留原始下垫面的关键过程，海绵城市建设适宜性得分越高；低洼地因子，以地形的排水方向以及子流域最高水位确定低洼地；在溢满状态下集水盆地最高水位超过实际高程处潜在涝淹风险较大，海绵城市建设适宜性得分较高；在排水流向确定的各子流域集水区域内，海绵城市建设适宜性得分最高；水域缓冲区因子，根据和水源地的空间距离和上位规划的蓝线范围确定；距离现状水源距离越小，基于环境功能的保护要求和敏感性越高，海绵城市建设适宜性得分越高；在规划蓝线范围之内，海绵城市建设适宜性得分最高；建设缓冲区因子，建设难度按照实际建设的难易程度以及经济性来进行相应评价，越是城市开发较早的建成区建设开发强度越大，越难进行海绵城市建设，相对而言，城市新区则有较大的海绵城市建设空间，海绵城市建设适宜性越高；山体生态敏感性因子，根据林地草地覆盖情况、土壤，山体可划分为极敏感区域、敏感区域、较敏感区域、不敏感区域，敏感性越高，海绵城市建设适宜性得分越降低；水体生态敏感性因子，考虑各级生态敏感性的分区及缓冲距离，敏感度等级越高、缓冲距离越小，保护措施越重要，海绵城市建设适宜性越高；生态适宜性因子，生态阻力值越小，土地与各物种适宜度生境的差异性越小，海绵城市建设适宜性越高。进一步地，归一化处理，采用归一化手段：上式中，Vmin和Vmax分别为对相应评价目标适宜性最高和适宜性最低的取值；在得出归一化的指标值Vn后，将结果乘以10，由此对于每一个单因子而言，最适宜情况得10分，最不适宜情况得0分。进一步地，CSI法复合评价的测算方法如下：式中，i和I分别表示具有特定取值集合的弹性因子和刚性因子值，wm为第m个弹性因子的权重值，M为弹性因子的个数，在以得到的各因子相对权重进行加权分析后，最终得到的CSI越高，海绵城市建设适宜性越高；再根据相关实施经验来划定海绵城市建设适宜性分区，其中弹性因子包括高程因子、坡度因子、汇流量因子、低洼地因子、水域缓冲区因子、建设缓冲区因子、山体生态敏感性因子、水体生态敏感性因子和生态阻力因子，刚性因子包含低洼地因子、水域缓冲区因子、水体生态敏感性因子。本专利技术具有以下优点：1)该专利技术通过GIS平台对将规划地区的高程、坡度、汇流量、低洼地、水域及缓冲区、建设缓冲区、山体生态敏感性、水体生态敏感性、生态阻力数据进行合理概化并耦合，构建出适宜性评价体系；2)该专利技术中选取的各评价因子可实现动态设置，可根据目标区域影响海绵城市建设的重要因素选取其他评价因子进行评价，同时，刚性或弹性因子的选定也可因需要而改变，可评价不同区域不同情况下的适宜性；3)根据评价方法做出的分析，清楚直观的评价出城市的海绵城市建设适宜性。根据海绵保育区，海绵建设缓冲区，海绵建设开发区这样不同的分区指导海绵城市的开发建设。输出结果形象、直观多样，运用范围广泛。附图说明图1为本方法生态适宜性评价与分析技术路线示意图。图2为本方法生态适宜性评价流程图。具体实施方式本专利技术的海绵城市建设适宜性评价先对单因子分别赋值，输入海绵城市建设相关的单因子指标(拟选取高程、坡度、汇流量、低洼地、水域缓冲区、建设缓冲区、山体生态敏感性、水体生态敏感性、生态阻力等9个因子)并进行评价打分，再通过复合评价划定建设适宜性分区。在多因子复合评价中，采用“适宜性指数法”(属于相对定量的综合分等法)来分析、评定每一栅格单元的单因子和多因子指标值。为了从整体上对区域宜建地的适宜程度等级给出相对合理的综合评定。在以得到的各因子相对权重进行加权分析后，最终得到的CSI越高，海绵城市建设适宜性越高；再根据相关实施经验来划定海绵城市建设适宜性分区。在适宜性评价中非常重视技术方法的选择，这样不仅能高效的得出评价结果，还能确保评价结果更加科学、合理。海绵城市建设适宜性评价可以看作是一组变量按照一定规则组合后形成的新的评价等级，根据变量组合规则可以分为：等级组合法、因子加权法、复合标准法、回归法、启发式逻辑规则组合法、逐步叠加评价法等手段。本评价方法将以因子加权法为基本模型，先后通过单因子研究和多因子综合研究揭示用地的建设适宜性格局。海绵城市建设适宜性评价主要以GIS为操作平台，采用以海绵城市建设条件为基础的定性与定量相结合的适宜性分类法，即根据评价单元的各属性，分析其适应状况，较为合理地评定原有用地在各个层面对开发海绵城市功能的适宜程度。海绵城市建设适宜性评价先对单因子分别赋值，再通过复合评价划定建设适宜性分区；将根据海绵城市理念引入特定的单因子指标和评价方案(拟选取高程、坡度、汇流量、低洼地、水域及缓冲区、建设缓冲区、山体生态敏感性、水体生态敏感性、生态阻力等9个因子)，以此作为多因子复合评价的基础。复合评价采用适宜性指数法，鉴于有些单因子区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，其特征在于该方法包括以下步骤：选定敏评价因子，选择规划区内影响海绵城市建设的单个敏感因子；敏感因子权重赋值和打分，确定对评价结论有决定作用的敏感因子作为刚性因子，其他为弹性因子；归一化处理，对单因子指标采用归一化方法处理，得出单个因子权重赋值；CSI法复合评价，采用适宜性指数CSI法，进行多因子复合评价；评价分析，根据评价结果判定规划区是否具有进行海绵城市建设的条件以及建设的侧重点。

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，其特征在于该方法包括以下步骤：选定敏评价因子，选择规划区内影响海绵城市建设的单个敏感因子；敏感因子权重赋值和打分，确定对评价结论有决定作用的敏感因子作为刚性因子，其他为弹性因子；归一化处理，对单因子指标采用归一化方法处理，得出单个因子权重赋值；CSI法复合评价，采用适宜性指数CSI法，进行多因子复合评价；评价分析，根据评价结果判定规划区是否具有进行海绵城市建设的条件以及建设的侧重点。2.如权利要求1所述的一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，其特征在于，所述敏感因子包括高程因子、坡度因子、汇流量因子、低洼地因子、水域缓冲区因子、建设缓冲区因子、山体生态敏感性因子、水体生态敏感性因子、生态阻力因子。3.如权利要求1所述的一种基于GIS的海绵城市规划区生态适宜性评价分析方法，其特征在于敏感因子权重赋值和打分包括：所述高程因子由数字地形模型得到，以像元的绝对高程值大小来进行单因子评分，如果某像元的绝度高程值越大，表示其所处地区基于地理风险的建设难度和可行性越低，则该区域进行海绵城市建设适应性得分越低；坡度因子，以像元的坡度值大小来进行单因子评分，坡度越大，生态敏感性越高，人工构筑物建设难度和可行性越低，海绵城市建设适宜性越高；坡度大于规定值处无条件适宜；汇流量因子，以地形的排水方向确定汇流量，汇流量越大，越适合布局海绵设施，越要保留原始下垫面的关键过程，海绵城市建设适宜性得分越高；低洼地因子，以地形的排水方向以及子流域最高水位确定低洼地；在溢满状态下集水盆地最高水位超过实际高程处潜在涝淹风险较大，海绵城市建设适宜性得分较高；在排水流向确定的各子流域集水区域内，海绵城市建设适宜性得分最高；水域缓冲区因子，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：项菲菲，杨天翔，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31