一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统技术方案

本发明专利技术提供一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，包括：数据库，用于存储目标地区土地利用原始数据；状态参量甄选模块，用于计算灰色关联度并甄选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为状态参量；协同演化模拟模块，用于根据状态参量的指标数据计算驰域系数，选择驰域系数绝对值最小的六类状态参量作为序参量；发展指数计算模块，用于由序参量的指标数据计算发展指数，按照年份拟合获得每个子系统每年发展指数变化速度；协调类型判定模块，用于判断目标地区系统协调类型。本发明专利技术的有益效果：计算出三个子系统的发展速度及综合系统耦合协调度，并对耦合协调类型进行分类判断，识别并规避土地转型过程中可能遇到的各种风险。

A visualization system for evaluation of coupling degree of land use transformation

The invention provides a visualization system for evaluating the coupling coordination degree of land use transformation, which includes: a database for storing the original land use data in the target area; a state parameter selection module for calculating the grey correlation degree and selecting the four indexes with the greatest grey correlation degree in each subsystem as state parameters; and a collaboration system. Evolutionary simulation module is used to calculate the ride-field coefficient according to the index data of the state parameters, and six kinds of state parameters with the minimum absolute value of the ride-field coefficient are selected as the order parameters. The development index calculation module is used to calculate the development index from the index data of the order parameters, and to obtain the annual development index change of each subsystem by year fitting. Speed, coordination type decision module is used to determine the type of system coordination in the target area. The invention has the beneficial effect of calculating the development speed of the three subsystems and the coupling coordination degree of the integrated system, classifying and judging the types of coupling coordination, identifying and avoiding various risks that may be encountered in the process of land transformation.

【技术实现步骤摘要】
一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统
本专利技术涉及土地资源管理
，尤其涉及一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统。
技术介绍
土地利用转型,即在社会经济变化和革新的驱动下,某一区域在一段时期内由一种土地利用形态转变为另一种土地利用形态的过程，土地是一个完整的系统，土地利用形态的改变往往由人口、经济、技术等条件的变化以及人们对土地利用系统、社会生产生活方式造成的影响等多种因素共同决定。土地利用的转型结果会导致一个地区经济、社会、生态三个方面产生不同程度的变化。随着土地利用转型速度和幅度的加大，由此引致的现实冲突和潜在的风险日益凸显，因此需要进行区域的经济、社会、生态综合系统的耦合协调程度的研究，分析区域综合系统的发展类型，作为土地利用转型风险评估的基础依据。然而，在现有技术中，尚未出现以土地利用转型为导向对区域的经济、社会、生态综合系统耦合协调度进行评价的可视化系统，从而导致对土地利用转型的影响趋势分析效率较低，不能满足对范围广、因素多风险评价的土地利用转型风险的预测需求，对土地利用转型的风险评估工作有着极大的影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统。本专利技术的实施例提供一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，包括：数据库，用于存储目标地区原始数据，所述原始数据包含q年的各类土地利用类型的面积数据，以及这q年的生态、社会和经济三个子系统各类指标数据，其中q≥2且为整数；状态参量甄选模块，用于读取数据库中的土地利用类型与耦合协调度指标体系原始数据，根据面积数据计算出每一年的土地利用结构熵，根据灰色关联度公式计算出每一年三个子系统的每类指标与土地利用结构熵的灰色关联度，甄选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为状态参量；协同演化模拟模块，用于根据每类状态参量q年的指标数据建立协同学方程并计算每类状态参量的驰域系数，选择驰域系数绝对值最小的六类状态参量作为序参量且保证每个子系统至少具有一序参量；发展指数计算模块，用于由每个子系统的各序参量的各年指标数据根据发展指数方程计算出每个子系统的发展指数，按照年份拟合每个子系统发展指数变化曲线，获得每个子系统每年发展指数变化速度；协调类型判定模块，用于根据三个子系统发展指数变化速度对照演化状态分类表判断出目标地区系统协调类型。进一步地，所述系统还包括耦合协调度计算模块，用于根据三个子系统的发展指数由耦合协调度公式计算出土地利用转型综合耦合协调度。进一步地，所述q年中任意相邻两年之间的间隔相等。进一步地，所述协同演化模拟模块对每类状态参量各年的指标数据进行无量纲化和一阶累加后建立协同学方程。进一步地，所述协同演化模拟模块确定序参量的方法为，于每个子系统的状态参量中筛选出一个驰域系数绝对值最小的作为系统评价的序参量，以及由三个系统中剩下状态参量中再筛选出三个驰域系数绝对值最小的作为系统评价的序参量。进一步地，所述发展指数计算模块使用理想值法对每个子系统所有序参量每年的指标数据标准化后带入发展指数方程，计算每个子系统每年的发展指数。进一步地，所述发展指数计算模块利用多项式拟合工具拟合每个子系统各年的发展指数，对拟合曲线求导得到每个子系统各年的发展指数变化速度。进一步地，所述协调类型判定模块利用矢量图进行渲染和展示目标地区系统协调类型。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统根据目标地区的原始土地利用数据以及目标地区经济、社会、生态相关的指标数据准确计算出目标地区经济、生态和社会三个子系统的发展速度，并对综合系统的耦合协调类型进行分类判断，迅速识别并规避土地转型过程中可能遇到的各种风险，防止土地利用转型带来的生态、经济和社会有益效应的消解，对土地利用转型有着明确的指导作用。附图说明图1是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统的示意图；图2是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统土地利用现状图展示界面；图3是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统耦合协调度评价指标体系展示界面；图4是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统状态参量甄选模块读取原始数据界面；图5是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统状态参量甄选模块确定状态参量界面；图6是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统协同演化模块数据处理界面；图7是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统协同演化模块协同学方程构建界面；图8是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统协同演化模块序参量筛选界面；图9是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统发展指数计算模块发展指数计算结果图表展示界面；图10是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统发展指数计算模块发展指数计算结果矢量图展示界面；图11是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统协调类型判定模块协调类型分类标准展示界面；图12是本专利技术一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统协调类型判定模块协调类型分类结果展示界面。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1和图2，本专利技术的实施例提供了一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，包括数据库、状态参量甄选模块，协同演化模拟模块、发展指数计算模块、协调类型判定模块和耦合协调度计算模。请参考图3，所述数据库用于存储目标地区原始数据，本实施例中以武汉市作为目标地区，所述原始数据包含武汉市1990年～2015年之间每间隔五年的各土地利用类型的面积数据，以及武汉市1990年～2015年之间每间隔五年生态、社会和经济三个子系统的全部指标数据；请参考图4和图5，状态参量甄选模块，用于读取数据库中的原始数据，根据土地利用类型面积数据计算出每一年的土地利用结构熵，根据灰色关联度公式计算出每一年三个子系统的每类指标与土地利用结构熵的灰色关联度，甄选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为状态参量，具体处理流程如下：1.1计算表格中每年的土地利用结构熵，土地利用结构信息熵的计算公式为：式中：Pi是第i种土地利用类型占武汉市土地利用总面积的百分比，A为武汉市土地面积总量，Ai(i＝1,2,…,n)是第i种土地利用类型的面积，H为土地利用结构信息熵；1.2整理三个子系统中的指标数据值并对三个子系统中的每类指标数据进行均值化处理，k＝1,2,...n表示i种指标n年的平均值，X′i表示均值化后的第i种指标值，X′i＝{x′i(1),x′i(2),…,x′i(n)}(i∈K,K＝{1,2,…,n})，为均值化后的比较数列；1.3使用上述均值化方法对每种土地利用结构信息熵H均值化处理得X′0(k)，土地利用结构熵值均值化后的参考数列为X′0＝{x′0(1),x′0(2),…,x′0(n)}；1.4计算出三个子系统的每个指标与土地利用结构熵的灰色关联度，灰色关联度ζi(k)计算公式如下：1.5比较每个子系统中各指标的灰色关联度ζi(k),筛选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为该子系统状态参量，经济、社会、生态子系统共筛选出十二类种状态参量。请参考图6、图7和图8，所述协同演化模拟模块，用于根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，其特征在于，包括：数据库，用于存储目标地区原始数据，所述原始数据包含q年的各类土地利用类型的面积数据，以及这q年的生态、社会和经济三个子系统各类指标数据，其中q≥2且为整数；状态参量甄选模块，用于读取数据库中的原始数据，根据面积数据计算出每一年的土地利用结构熵，根据灰色关联度公式计算出每一年三个子系统的每类指标与土地利用结构熵的灰色关联度，甄选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为状态参量；协同演化模拟模块，用于根据每类状态参量q年的指标数据建立协同学方程并计算每类状态参量的驰域系数，选择驰域系数绝对值最小的六类状态参量作为序参量且保证每个子系统至少具有一序参量；发展指数计算模块，用于由每个子系统的各序参量的各年指标数据根据发展指数方程计算出每个子系统的发展指数，按照年份拟合每个子系统发展指数变化曲线，获得每个子系统每年发展指数变化速度；协调类型判定模块，用于根据三个子系统发展指数变化速度对照演化状态分类表判断出目标地区系统协调类型。

【技术特征摘要】
1.一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，其特征在于，包括：数据库，用于存储目标地区原始数据，所述原始数据包含q年的各类土地利用类型的面积数据，以及这q年的生态、社会和经济三个子系统各类指标数据，其中q≥2且为整数；状态参量甄选模块，用于读取数据库中的原始数据，根据面积数据计算出每一年的土地利用结构熵，根据灰色关联度公式计算出每一年三个子系统的每类指标与土地利用结构熵的灰色关联度，甄选出每个子系统中灰色关联度最大的四类指标作为状态参量；协同演化模拟模块，用于根据每类状态参量q年的指标数据建立协同学方程并计算每类状态参量的驰域系数，选择驰域系数绝对值最小的六类状态参量作为序参量且保证每个子系统至少具有一序参量；发展指数计算模块，用于由每个子系统的各序参量的各年指标数据根据发展指数方程计算出每个子系统的发展指数，按照年份拟合每个子系统发展指数变化曲线，获得每个子系统每年发展指数变化速度；协调类型判定模块，用于根据三个子系统发展指数变化速度对照演化状态分类表判断出目标地区系统协调类型。2.如权利要求1所述的一种土地利用转型耦合协调度评价可视化系统，其特征在于：所述系统还包括耦合协调度计算模块，用于根据三个子系统的发展指数由耦合协调度公式计算出土地利用转型综合耦合协调度。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：张绪冰，王凯，赵宇恒，王晗，余晶，吴倩倩，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42