一种土地生态质量自动化评价方法技术

本发明专利技术提供了一种土地生态质量自动化评价方法，包括如下步骤：步骤一，进行数据预处理，其中所述数据包括基础地理信息要素、土地生态调查要素和土地生态评估要素；步骤二，进行数据标准化；步骤三，建立土地生态评价指标体系；步骤四，采用层次分析和熵权法计算出各指标权重值；步骤五，采用综合评估法与障碍因子诊断相结合的方法进行评估；步骤六，根据系统评估结构分等定级。采用本发明专利技术的自动化评估模式对区域进行土地生态评估，克服了区域性评价系统或者仅针对土地生态质量单方面的评价系统的不足，加入了GIS空间自动处理功能的同时有效组织了数据，为土地生态评价提供相对的参考平台，有效提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种土地生态质量自动化评价方法
本专利技术涉及环境领域，特别是一种土地生态质量自动化评价方法。
技术介绍
土地生态质量评价是指对土地生态系统的结构、功能、价值及其生态环境质量所进行的评价。土地生态质量评价内容包括土地生态结构与价值的评价、土地生态基础和生态特性的评价、自然生态质量与人类社会活动或社会经济过程相结合的评价以及对土地生态环境的退化、破坏程度或潜在危险的评价。现有技术的土地生态质量的评价系统研究大多集中在土地退化评价、适宜性评价、敏感性评价、脆弱性评价、生态风险评价以及生态安全评价。现有的土地生态质量评价研究在土地生态质量的评价尺度、评价指标、评价因子以及评价方法方面得到了广泛关注并具有很大进步，评价尺度也由区域到大陆，指标体系比较科学、完善和系统，评价方法从单一发展到了综合，并建了了相关的评价模型，研究方向主要集中在土地生态结构变化和土地生态评价方面，土地利用变化主要研究都是对碳库的影响，而土地生态质量评价主要集中在三个方面，一是基础数据的提取和指标体系的构建以及指标体系与土地生态质量的相关性研究；二是科学合理的综合评价方法的选取；三是评价结果在区域生态规划、环境友好型建设、经济社会可持续发展建设中的关键作用。然而，目前土地生态质量的评价研究大都是区域性土地生态评价研究或者只注重与某些方面如适宜性、脆弱性等影响的研究，忽略了整体性因素，并且基于GIS技术全面建设土地评价的方法还没有建立，缺少适用于大部分地区土地生态评价的方法，主要原因还是数据量比较大，没有自动化的评价方法支撑进行数据之间函数关系的建立以及对于不同土地类型间数据关系的确定。对土地生态质量进行高效客观科学的评价，人们就可以更好的解决土地生态问题，如通过改变土地利用方式调整土地资源内部结构，采取一些相关的生物物理等保护措施来防止土地退化和环境污染。因此，有必要开发一种土地生态质量自动化评价方法，以数据整理分析、系统需求分析、土地生态质量评价流程的建立为方法的中心，利用数据库技术、空间数据库引擎技术实现数据库管理系统的构建，从而实现土地生态质量的自动化评价。
技术实现思路
土地生态评价的基本步骤包括以下几个方面：指标体系的确定、评价单元的划分、评价指标标准化、评价方法的选择、土地生态质量分级。而根据土地生态质量的评价特点，方法对应的评估流程包括数据整理与预处理、指标体系的构建及元指标的计算及指标数据标准化、层次分析法、熵技术修正法确定权重、综合评估值计算和障碍因子诊断法以及评估等级划分。本专利技术的目的在于提供一种土地生态质量自动化评价方法，包括如下步骤：步骤一，进行数据预处理，其中所述数据包括基础地理信息要素、土地生态调查要素和土地生态评估要素；步骤二，进行数据标准化；步骤三，建立土地生态评价指标体系；步骤四，采用层次分析和熵权法计算出各指标权重值；步骤五，采用综合评估法与障碍因子诊断相结合的方法进行评估；步骤六，根据系统评估结构分等定级。优选的，对所述步骤一的所述数据采用分层的方式和要素编码的方法进行组织和管理，所述基础地理信息要素直接引用《基础地理信息要素数据分类与代码》的扩展，所述土地生态调查要素和所述土地生态评估要素通过所述《基础地理信息要素数据分类与代码》进行分类和编码，形成大类码+一级类码+二级类码+三级类码的形式，所述编码是只有一位的大写字母，所述一级类码和所述二级类码由一位十进制从1开始进行编码，所述三级类码用两位十进制数字从00开始编码优选的，所述步骤一中土壤污染点需要插值，土地利用类型变化数据进行复杂运算后计算出评估所需要的土地利用类型变化数据，其它数据通过直接从调查数据中直接提取或者简单计算后得到结果所述土壤污染采样点是以经纬度的形式标示采样点位置，土壤污染包括土壤有机污染物和无机污染物，其中包括有机碳Crog和有机质，以及镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn、汞Hg、酸碱度PH和砷As等无机污染物，所述插值计算中对每种污染物进行逐一插值计算，插值方法包括反距离加权插值法、克里斯金插值法、样条插值法，所述土地利用类型变化数据包括：首先通过输入两期土地利用类型数据，对数据进行叠加和各土地类型转变的分析，最后得出土地利用类型的年度变更结果，从而对土地环境质量进行分析。优选的，将污染点插值后，把各污染数据叠加到评价单元中，根据各污染数据值得到污染面积，进而计算土壤污染总面积比例和土壤综合污染指数元指数数据，土地污染总面积比例的计算方法为：土壤污染面积/总面积*100％；土壤综合污染指数计算方法为：{[(平均单项污染指数)^2+(最大单项污染指数)^2]/2}^(1/2)，土壤单项污染物污染指数＝土壤中该类污染物的实测浓度/土壤中该污染物的评价标准。优选的，所述步骤二中数据标准化采用统计学方法，并且采用网格作为评价单元。优选的，所述步骤三的建立土地生态评价指标体系包括根据一、二、三级指标因素，把指标确定为准则层、指标层和元指标层三，其中一级指标对应于准则层指标，二级指标对应于指标层，三级指标对应于元指标层，各级指标上下级和各指标层上下层之间都是从属包含关系，最终建立的土地生态评价指标优选的，所述准则层包括：土地生态状况自然基础性指标、土地生态状况结构性指标、土地污染损毁与退化状况指标、生态建设与保护综合效应指标以及区域性指标作为基础性指标，所述土地生态状况结构性指标包括景观多样性、土地利用覆被。优选的，所述指标层包括自然基础性指标、土地生态状况结构性指标、土地污染损毁和退化指标、土地生态建设与保护综合效应指标以及区域性指标。优选的，所述元指标层包括自然基础性指标中的气候、土壤条件、立地条件、土地植被状况、景观多样性、土地利用覆被类型、生态效益、生态压力以及生态发展协调，所述气候是指降水自然气候因素，所述土壤条件则指土壤碳蓄积量水平、有机质含量以及其土层厚度，所塑立地条件是指坡度和高程描述土地地形情况的因素，所述土地植被状况则指生物量和植被覆盖度，所述景观多样性是指土地利用类型、土地利用格局以及板块的多样性，所述土地利用覆被类型是指耕地、林地、草地、水面、基础设施用地和城镇建设用地类型；所述生态效益是指区域环境质量和林木蓄积量，生态压力是指人口对生态造成的压力，生态发展协调指人口与生态用地以及地区生产总值与生态用地之间的协调。优选的，步骤四中采用层次分析和熵权法计算出各指标权重值，所述层次分析法包括：首先构造判断矩阵A，然后求解特征根lambdamax和特征向量W，然后进行一致性检验，包括计算一致性指标CI，CI＝(lambdamax-n)/n-1，根据不同阶数查表确定相应的平均随机一致性指标RI，计算一致性比例CR＝CI/RI，判断CR是否小于0.1，如果小于0.1，则采用熵技术修正权重系数，层次分析结束，如果不满足小于0.1的条件，则返回重新构造判断矩阵。优选的，所述步骤五采用综合评估法与障碍因子诊断相结合的方法进行评估，所述综合评估即选择描述被评估土地的多个指标信息加以综合，通过一种评估方法做出整体性评估，进一步在时间或空间上进行整体性比较和排序，所述障碍因子诊断是指指标因子对某区域土地生态系统的生态质量状况的影响程度。优选的，所述步骤六土地生态质量分等定级是通过综合评估分值和较大影响的障碍因子来决定，按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一，进行数据预处理，其中所述数据包括基础地理信息要素、土地生态调查要素和土地生态评估要素；步骤二，进行数据标准化；步骤三，建立土地生态评价指标体系；步骤四，采用层次分析和熵权法计算出各指标权重值；步骤五，采用综合评估法与障碍因子诊断相结合的方法进行评估；步骤六，根据系统评估结构分等定级。

【技术特征摘要】
1.一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一，进行数据预处理，其中所述数据包括基础地理信息要素、土地生态调查要素和土地生态评估要素；步骤二，进行数据标准化；步骤三，建立土地生态评价指标体系；步骤四，采用层次分析和熵权法计算出各指标权重值；步骤五，采用综合评估法与障碍因子诊断相结合的方法进行评估；步骤六，根据系统评估结构分等定级。2.根据权利要求1所述的一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于：对所述步骤一的所述数据采用分层的方式和要素编码的方法进行组织和管理，所述基础地理信息要素直接引用《基础地理信息要素数据分类与代码》的扩展，所述土地生态调查要素和所述土地生态评估要素通过所述《基础地理信息要素数据分类与代码》进行分类和编码，形成大类码+一级类码+二级类码+三级类码的形式，所述编码是只有一位的大写字母，所述一级类码和所述二级类码由一位十进制从1开始进行编码，所述三级类码用两位十进制数字从00开始编码。3.根据权利要求1所述的一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于：所述步骤一中土壤污染点需要插值，土地利用类型变化数据进行复杂运算后计算出评估所需要的土地利用类型变化数据，其它数据通过直接从调查数据中直接提取或者简单计算后得到结果，所述土壤污染采样点是以经纬度的形式标示采样点位置，土壤污染包括土壤有机污染物和无机污染物，其中包括有机碳Crog和有机质，以及镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn、汞Hg、酸碱度PH和砷As等无机污染物，所述插值计算中对每种污染物进行逐一插值计算，插值方法包括反距离加权插值法、克里斯金插值法、样条插值法，所述土地利用类型变化数据包括：首先通过输入两期土地利用类型数据，对数据进行叠加和各土地类型转变的分析，最后得出土地利用类型的年度变更结果，从而对土地环境质量进行分析。4.根据权利要求3所述的一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于：将污染点插值后，把各污染数据叠加到评价单元中，根据各污染数据值得到污染面积，进而计算土壤污染总面积比例和土壤综合污染指数元指数数据，土地污染总面积比例的计算方法为：土壤污染面积/总面积*100％；土壤综合污染指数计算方法为：{[(平均单项污染指数)^2+(最大单项污染指数)^2]/2}^(1/2)，土壤单项污染物污染指数＝土壤中该类污染物的实测浓度/土壤中该污染物的评价标准。5.根据权利要求1所述的一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于：所述步骤二中数据标准化采用统计学方法，并且采用网格作为评价单元。6.根据权利要求1所述的一种土地生态质量自动化评价方法，其特征在于：所述步骤三的建立土地生态评价指标体系包括根据一、二、三级指标因素，把指标确定为准则层、指标层和元指标层三，其中一级指标对应于准则层指标，二级指标对应于指标层，三级指标对应于元指标层，各级指标上下级和各指标层上下层之间都是从属包含关系，最终建...

【专利技术属性】
技术研发人员：周忠学，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61