一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法技术

本发明专利技术提供一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，包括S1交通小区划分和指标获取；S2发展水平评价模型构造；S3基于聚类分析的发展水平等级划分；S4协同性评价模型构造；S5土地利用和城市交通指标优化策略制定。本发明专利技术可直接应用于国土空间规划方案的评价和优化，根据土地利用和城市交通指标数据，从协同性角度评价交通小区土地利用开发水平和城市交通设施供给水平的匹配程度。计算交通小区城市交通指标和土地利用指标的理想值，并根据交通小区的发展水平等级确定指标改进的幅度大小。幅度大小。幅度大小。

【技术实现步骤摘要】
一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法


[0001]本专利技术属于国土空间规划
，尤其涉及一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法。

技术介绍

[0002]土地利用与城市交通协同发展评价概述国土空间规划对应的规划方案直接确定城市不同区域的土地利用开发强度和类型，然而对应区域的交通基础设施发展水平可能与规划方案不匹配，造成交通设施浪费或交通设施紧缺，因此土地利用与城市交通协同发展评价的目的是为了以审慎的原则评价与指导大规模国土空间规划方案的编制，保证区域的土地利用开发强度与交通设施容量相匹配，为规划工作者提供科学、定量的土地利用与城市交通评价方法，提高国土空间规划，特别是控制性详细规划调整工作的可行性和科学性。
[0003]土地利用与城市交通协同发展评价包含两个主要内容：发展水平评价与协同性评价。
[0004]传统土地利用与城市交通发展协同评价方法简介目前国内外均无系统性的土地利用与城市交通协同发展评价的理论与实践方法，如图1所示，目前国内外进行土地利用与城市交通发展协同分析和评价的传统理论为：（1）城市交通作为评价的主要考量因素直接使用城市交通因素指标，如道路密度、公交设施覆盖等相关指标，计算交通设施的承载力，评价交通设施的发展水平以及对城市和区域空间发展产生的影响。
[0005]（2）土地利用作为评价的主要考量因素直接使用土地利用因素指标，如建筑面积、容积率、人口就业等相关指标，计算土地利用活动对区域造成的压力，评价土地利用发展水平以及土地利用活动强度水平和对区域空间发展产生的影响。
[0006]（3）将城市交通和土地利用视作复杂系统理论基于复杂系统理论，同时考虑交通和土地利用多种因素，并将交通系统和土地利用系统划分为多种小模块，建立一体化模型，进行仿真模拟以测算交通和土地利用之间相互影响，评价两者的发展水平和匹配程度。
[0007]（4）城市交通和土地利用视为互相影响的独立系统理论同时考虑交通和土地利用多种因素，并将交通系统和土地利用系统视为相互独立和相互影响的系统，对两者进行一定程度地量化，再使用常用的量化关系模型，如线性回归等，从而进一步确定两者之间的定量互动关系，通过其中一方的现状数据估计另一方的可能情况，进一步评价匹配程度。
[0008]传统土地利用与城市交通发展协同评价方法存在的问题已有的理论方法基本主要包含土地利用或城市交通单个因素发展水平评价、土地利用至城市交通或城市交通至土地利用的单向匹配性分析，发展和协同评价效果有限。而
可对两者发展水平、匹配程度、互动关系进行分析的复杂系统方法流程复杂、对数据要求极高、前提假设较多，并不适用于国土空间规划领域的工作。上述实践方法的具体问题如下：（1）只将城市交通或土地利用作为单一考量因素此类理论方法基本忽视土地利用或城市交通一方的作用和影响，只通过计算不同区域的交通承载力、可达性、获取交通服务便捷程度等，估计区域进行土地利用开发的可行性和土地利用活动的大致强度；或者只通过计算土地利用开发或活动强度，估计区域对交通设施建设的吸引和交通设施规划的经济性。此类方法只能评价土地利用或城市交通的发展水平，无法评价两者之间的匹配程度，忽视交通设施对土地利用的约束和土地利用对交通设施的影响。
[0009]（2）基于复杂系统理论的一体化模型可行性较差，缺乏推广可能性此类理论方法模型框架多样、过程复杂、对基础数据要求较高，且包含大量需要预设的前提假设和参数，在土地利用与城市交通发展协同的评价上缺少可行性。土地利用和城市交通之间互动关系通过复杂系统表示，缺少具体和简要的定量关系式，没有明确表示发展水平和协同性的指标值。
[0010]（3）独立系统理难以描述土地利用和城市交通的复杂相互作用此类理论方法将土地利用和城市交通视为独立个体，对城市交通和土地利用的相互关系进行了一定程度的简化，然而表示两者相互关系的定量关系过于简单，很难准确描述时空高度复杂的土地利用和城市交通的相互作用。
[0011]上述均为已有理论方法存在的缺陷，另外，已有方法没有同时从发展水平和协同性两个方面评价区域，以及评价后的优化方向和策略制定方法。
[0012]要解决传统土地利用与城市交通发展协同评价方法存在的上述问题，技术难度如下：1）同时评价区域土地利用和城市交通的发展水平，并用具体数值指标表示发展水平；2）评价土地利用和城市交通之间的协同性，即匹配程度，并用具体数值指标表示协同性；3）已有理论实践方法仅有评价方法，缺少优化方法，需要制定区域土地利用和城市交通优化改进策略，完善规划方案；4）大部分已有理论实践方法评价对象均为单个区域，不同区域之间相互独立，而不同评价区域之间通常存在相关关系，需要将相关关系纳入评价考量因素；5）多个区域评价场景下，针对单个区域的评价方法耗时较长，需要使用耗时较短的评价方法进行替代。

技术实现思路

[0013]针对上述问题，本专利技术提出了一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，基于多个交通小区的土地利用指标和城市交通指标，基于节点
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场所模型理论，同时处理土地利用和城市交通指标，绘制散点图，反映不同交通小区的发展水平，并体现不同交通小区之间发展水平相对大小。在评价不同交通小区的发展水平后，基于数据包络分析模型（Data Envelopment Analysis: DEA）理论，同时处理土地利用和城市交通指标，估计作
为决策单元的各交通小区DEA有效性，作为协同性评价指标。最后假设在完全协同状态下，推算交通小区的规模效益状态和理想的土地利用或城市交通指标值，用于确定规划方案的改进方向和幅度，为规划工作提供参考；本专利技术的技术方案如下：一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，具体步骤如下：S1交通小区划分和获取指标：对研究区域进行交通小区划分，根据划分结果获取每个交通小区的土地利用指标和城市交通指标；S2发展水平评价模型构造：基于节点
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场所模型，对土地利用指标和城市交通指标进行中心化和标准化处理，获得土地利用指标综合值和城市交通指标综合值；城市交通指标综合值作为纵坐标，土地利用指标综合值作为横坐标，绘制发展水平散点图；S3基于聚类分析的发展水平等级划分：对S2获得的发展水平散点图上的坐标点进行聚类分析，获得最佳聚类数量后，根据各聚类散点分布计算和确定发展水平划分线，将散点划分为不同等级，完成交通小区的发展水平等级划分；S4协同性评价模型构造：基于数据包络分析模型，土地利用指标与城市交通指标加权综合值之比最大为目标，求解土地利用指标和城市交通指标的最优权重组合，进一步计算最大化协同度，作为交通小区的协同性评价指标，根据其数值确定交通小区城市交通设施供给能力和土地使用强度的匹配程度；S5土地利用和城市交通指标优化策略制定：根据S4计算结果进一步计算交通小区的规模效益状态和完全协同状态下城市交通指标和土地利用指标的理想值，并与城市交通指标和土地利用指标进行对比，确定交通小区在城市交通和土地利用方面需要改进的指标，同时根据小区的发展水平等级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，其特征在于，具体步骤如下：S1交通小区划分和获取指标：对研究区域进行交通小区划分，根据划分结果获取每个交通小区的土地利用指标和城市交通指标；S2发展水平评价模型构造：基于节点
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场所模型，对土地利用指标和城市交通指标进行中心化和标准化处理，获得土地利用指标综合值和城市交通指标综合值；城市交通指标综合值作为纵坐标，土地利用指标综合值作为横坐标，绘制发展水平散点图；S3基于聚类分析的发展水平等级划分：对S2获得的发展水平散点图上的坐标点进行聚类分析，获得最佳聚类数量后，根据各聚类散点分布计算和确定发展水平划分线，将散点划分为不同等级，完成交通小区的发展水平等级划分；S4协同性评价模型构造：基于数据包络分析模型，土地利用指标与城市交通指标加权综合值之比最大为目标，求解土地利用指标和城市交通指标的最优权重组合，进一步计算最大化协同度，作为交通小区的协同性评价指标，根据其数值确定交通小区城市交通设施供给能力和土地使用强度的匹配程度；S5土地利用和城市交通指标优化策略制定：根据S4计算结果进一步计算交通小区的规模效益状态和完全协同状态下城市交通指标和土地利用指标的理想值，并与城市交通指标和土地利用指标进行对比，确定交通小区在城市交通和土地利用方面需要改进的指标，同时根据小区的发展水平等级确定改进幅度大小。2.根据权利要求1所述的一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，其特征在于，S1具体为：S11根据自然屏障或人工屏障划分研究区域，将社会、经济、人口属性相近的区域合并为单个交通小区，得到研究范围内的交通小区集合I，交通小区数量为N；S12根据划分完毕的交通小区，获取每个交通小区的第m个城市交通指标和第k个土地利用指标，两种指标的数量分别为M和K，城市交通指标构成的指标向量为，土地利用指标构成的指标向量为。3.根据权利要求2所述的一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，其特征在于，S2具体为：S21基于节点
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场所模型，构造发展水平评价模型，对土地利用指标和城市交通指标进行中心化和标准化处理，获得土地利用指标综合值和城市交通指标综合值；指标中心化：城市交通指标和土地利用指标的各个指标按照下式，基于指标因素进行中心化，其中表示均值：
其中：——交通小区中心化处理后的第m个城市交通指标，即为城市交通指标理想值；——交通小区中心化处理后的第k个土地利用指标，即为土地利用指标理想值；指标加和：将中心化后的城市交通指标和土地利用指标按照下式进行相加，获得城市交通指标加和值和土地利用指标加和值：其中：——交通小区i的城市交通指标的加和值；——交通小区i的土地利用指标的加和值；指标综合值计算：基于交通小区对得到的城市交通指标加和值和土地利用指标加和值进行标准化，设这两种指标加和值的向量为和，表示方差，城市交通指标综合值和土地利用指标综合值按照下式进行标准化计算获得：其中：——交通小区i的城市交通指标综合值；——交通小区i的土地利用指标综合值；S22绘制发展水平散点图：将和分别作为纵坐标和横坐标，组合得到交通小区i的发展水平散点图坐标，根据各个交通小区i的发展水平散点图坐标绘制发展水平散点图。4.根据权利要求3所述的一种面向国土空间规划的土地利用与交通协同评价方法，其特征在于，S3具体为：S31聚类分析：使用K均值聚类算法，对发展水平散点图上代表交通小区的散点，基于散点位置进行聚类分析，并使用所有散点的平均轮廓系数评价聚类效果，并根据评价结果选
择最优的聚类数量，获得对应的分组带状点云；各个聚类轮廓系数s由以下公式计算：其中：——在同一个聚类内，交通小区i和其他簇内交通小区的平均距离；——交通小区i和...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小毅，刘明敏，汪振东，刘新杰，江雪峰，何鸿杰，金安，陈先龙，宋程，
申请(专利权)人：广州市交通规划研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：