本发明专利技术公开了一种生态保护优先区识别方法、系统、装置及存储介质，其中方法包括：S1、构建生态保护重要性评价指标体系；S2、建立评价指标空间数据库；S3、进行评价指标的主成分分析；S4、基于OWA的生态保护重要性评价情景模拟；S5、识别不同情景下的生态保护优先区并择优。本发明专利技术耦合生态系统服务和生态脆弱性的各项指标构建生态保护重要性评价指标体系，然后运用主成分法确定准则权重，以及运用OWA算法确定位序权重模拟不同风险情景的综合评价结果，有效避免了现有技术忽略生态系统服务和生态脆弱性的各项指标间的相对重要性和决策风险来进行综合评价的问题。本发明专利技术可广泛应用于生态规划和管理技术领域。生态规划和管理技术领域。生态规划和管理技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种生态保护优先区识别方法、系统、装置及存储介质
[0001]本专利技术涉及生态规划和管理
，尤其涉及一种生态保护优先区识别方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
[0002]生态保护优先区是根据地区的自然条件和社会经济状况，以保护自然资源和保障区域生态安全为目的划定的生态保护关键区域，有助于维持生态本底稳定、缓解自然资本退化压力和提升生态系统服务功能。针对区域发展过程中不断出现的生态保护缺位问题以及生态系统本身的复杂性，当前城市生态管理过程中运用的生态保护优先区识别方法尚需要持续深入研究。因此，探索如何科学地识别生态保护优先区，对于提升城市生态管理决策水平以及促进人与自然的协同共生具有重要意义。
[0003]将生态系统服务和生态脆弱性纳入生态环境评价用于生态保护优先区识别，可以分别从生态系统的内部稳定性和外在功能性，即从维持生态系统自身的稳定性和保障其服务的持续供给两个角度全面保障区域生态安全。关于生态环境评价的多数研究仅从生态系统服务或生态脆弱性的单一方面选择指标，或者分别从生态系统服务和生态脆弱性选择指标，最后将两边评价结果进行简单叠加，缺乏对生态系统服务指标和生态脆弱性指标间相对重要性和权重的综合考虑。同时多数生态环境评价研究缺乏对多种决策风险的考虑，而OWA(Ordered Weighted Averaged，有序加权平均)多属性决策方法是一种依据不同决策风险系数，通过聚合准则权重和位序权重，为决策者提供一系列决策风险下的多属性评价集的方法，并基于一定的规则对有限个评价结果进行排序或择优，适用于需考虑决策风险的生态环境评价等城市生态管理决策。当前结合OWA进行生态环境评价进而将评价结果用于生态保护优先区识别的研究，一方面只考虑了生态系统服务层面的指标，不是对生态系统服务和生态脆弱性的综合采纳，另一方面一般选用主观赋权法(如层次分析法)确定准则权重，缺乏结合客观赋权法(如主成分法)的技术研究。可以说，现有的生态保护优先区识别技术的不足之一就是缺乏结合客观赋权法以及耦合生态系统服务和生态脆弱性的OWA多属性决策机制研究。
技术实现思路
[0004]为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种生态保护优先区识别方法、系统、装置及存储介质。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种生态保护优先区识别方法，包括以下步骤：
[0007]获取生态系统服务因素和生态脆弱性因素，构建生态保护重要性评价指标体系；
[0008]根据生态保护重要性评价指标体系建立评价指标空间数据库；
[0009]根据评价指标空间数据库进行主成分分析，确定基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，以及确定各主成分指标的准则权重；
[0010]根据OWA多属性决策方法，设置z种决策风险系数情景，计算主成分指标的位序权重，根据位序权重、准则权重以及主成分指标数据，进行OWA多属性评价，获得z种情景下的生态保护重要性空间评价结果；
[0011]根据生态保护重要性空间评价结果获取各种情景下的生态保护优先区，计算不同情景的保护效率，将保护效率最优情景的生态保护优先区作为研究区基于OWA多属性决策的生态保护优先区识别结果。
[0012]进一步地，所述构建生态保护重要性的评价指标体系，包括：
[0013]选取指标构建以生态保护重要性评价为目标层，生态系统服务和生态脆弱性为因素层，从属于生态系统服务的供给服务、调节服务、支持服务以及从属于生态脆弱性的暴露度、敏感性和适应力为准则层的生态保护重要性评价指标体系，并根据对目标层的影响，将所选指标分为正向指标、负向指标和定性指标。
[0014]进一步地，所述根据生态保护重要性评价指标体系建立评价指标空间数据库，包括：
[0015]根据生态保护重要性评价指标，基于各项指标的数据特性确定评价方法；
[0016]基于数据可用性和各指标间的固有差异，根据评价方法搜集相应的数据集；
[0017]根据评价方法对各项指标进行具体评价，评价结果统一进行标准化处理，标准化结果值域均为0
‑
1。
[0018]进一步地，所述评价结果统一进行标准化处理，包括：
[0019]对于正向指标采用第一预设公式进行极差法标准化，对于正向指标采用第二预设公式进行极差法标准化；
[0020]定性指标采用分类赋值进行标准化，根据不同土地利用类型以及指标特性进行分类赋值；
[0021]其中，第一预设公式的表达式为：
[0022][0023]第二预设公式的表达式为：
[0024][0025]式中，X
norm
为标准化后的指标像元值，X
x
为指标像元值，X
max
为指标所有像元值的最大值，X
min
为指标所有像元值的最小值。
[0026]进一步地，所述根据评价指标空间数据库进行主成分分析，确定基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，以及确定各主成分指标的准则权重，包括：
[0027]使用QGIS软件的对栅格取样工具，将所有评价指标的栅格图层取样至由研究所需分辨率的栅格转换而成的点图层，然后将点图层的属性表数据导入SPSS软件进行主成分分析；
[0028]对主成分分析报告进行KMO检验和Bartlett's检验，然后将特征值大于1作为选取主成分的标准，最终确定了基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，并根据主成分方差贡献率确定和为1的各主成分指标的准则权重。
[0029]进一步地，所述计算主成分指标的位序权重，包括：
[0030]使用单调规则递增计算主成分指标的位序权重，计算公式如下：
[0031][0032][0033]式中，j为位序；v
j
为位序权重，v
j
∈[0,1]；n为主成分指标数量；α为决策风险系数，α∈(0,∞)；w
k
为主成分指标重要等级；r
k
为主成分指标的赋值，按照指标值本身的大小对指标的进行赋值，最大值赋1，次大值赋2，最小值赋n。
[0034]进一步地，所述根据生态保护重要性空间评价结果获取各种情景下的生态保护优先区，计算不同情景的保护效率，将保护效率最优情景的生态保护优先区作为研究区基于OWA多属性决策的生态保护优先区识别结果，包括：
[0035]基于z种情景下生态保护重要性空间评价结果，进行降序排列下的累积生态保护重要性像元值与总的生态保护重要性像元值的比值计算，将比值为50％对应的生态保护重要性像元值作为各情景生态保护重要性阈值；
[0036]在ArcGIS软件中使用聚合工具，将大于或等于生态保护重要性阈值的区域中相对聚集或邻近的图斑聚合为相对完整连片图斑，聚合距离为研究所需分辨率，聚合结果作为各情景初步生态保护优先区；
[0037]为减少生态保护优先区破碎化，利用情景z1的初步生态保护优先区图斑确定需要剔除的图斑本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，包括以下步骤：获取生态系统服务因素和生态脆弱性因素，构建生态保护重要性评价指标体系；根据生态保护重要性评价指标体系建立评价指标空间数据库；根据评价指标空间数据库进行主成分分析，确定基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，以及确定各主成分指标的准则权重；根据OWA多属性决策方法，设置z种决策风险系数情景，计算主成分指标的位序权重，根据位序权重、准则权重以及主成分指标数据，进行OWA多属性评价，获得z种情景下的生态保护重要性空间评价结果；根据生态保护重要性空间评价结果获取各种情景下的生态保护优先区，计算不同情景的保护效率，将保护效率最优情景的生态保护优先区作为研究区基于OWA多属性决策的生态保护优先区识别结果。2.根据权利要求1所述的一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，所述构建生态保护重要性的评价指标体系，包括：选取指标构建以生态保护重要性评价为目标层，生态系统服务和生态脆弱性为因素层，从属于生态系统服务的供给服务、调节服务、支持服务以及从属于生态脆弱性的暴露度、敏感性和适应力为准则层的生态保护重要性评价指标体系，并根据对目标层的影响，将所选指标分为正向指标、负向指标和定性指标。3.根据权利要求2所述的一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，所述根据生态保护重要性评价指标体系建立评价指标空间数据库，包括：根据生态保护重要性评价指标，基于各项指标的数据特性确定评价方法；基于数据可用性和各指标间的固有差异，根据评价方法搜集相应的数据集；根据评价方法对各项指标进行具体评价，评价结果统一进行标准化处理，标准化结果值域均为0
‑
1。4.根据权利要求3所述的一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，所述评价结果统一进行标准化处理，包括：对于正向指标采用第一预设公式进行极差法标准化，对于正向指标采用第二预设公式进行极差法标准化；定性指标采用分类赋值进行标准化，根据不同土地利用类型以及指标特性进行分类赋值；其中，第一预设公式的表达式为：第二预设公式的表达式为：式中，X
norm
为标准化后的指标像元值，X
x
为指标像元值，X
max
为指标所有像元值的最大值，X
min
为指标所有像元值的最小值。5.根据权利要求1所述的一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，所述根据评价指标空间数据库进行主成分分析，确定基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，以及确
定各主成分指标的准则权重，包括：使用QGIS软件的对栅格取样工具，将所有评价指标的栅格图层取样至由研究所需分辨率的栅格转换而成的点图层，然后将点图层的属性表数据导入SPSS软件进行主成分分析；对主成分分析报告进行KMO检验和Bartlett's检验，然后将特征值大于1作为选取主成分的标准，最终确定了基于生态保护重要性评价指标的主成分指标，并根据主成分方差贡献率确定和为1的各主成分指标的准则权重。6.根据权利要求1所述的一种生态保护优先区识别方法，其特征在于，所述计算主成分指标的位序权重，包括：使用单调规则递增计算主成分指标的位序权重，计算公式如下：使用单调规则递增计算主成分指标的位序权重，计算公式如下：式中，j为位序；v
j
为位序权重，v
j...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴隽宇，陈康富，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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