一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法技术

本发明专利技术涉及一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，包括：获取目标区域的地理信息数据并对其预处理；构建生态源地筛选指标体系筛选出生态源地；构建综合阻力面；确定任意两个生态源地之间的潜在廊道路径；识别潜在廊道路径中对动物迁徙具有重要连通性作用的区域的电流密度图；将河流和道路图层数据与电流密度图进行叠加，提取宽度为100m的缓冲区并计算电流密度平均值，得到带电流信息的缓冲区图层；预设最小宽度，缓冲区按照电流密度平均值分为若干级，提取缓冲区对应的廊道，再根据预设值赋予每条廊道相应等级所对应的最小宽度。本发明专利技术根据电流密度确定城市廊道的宽度等级，有助于确定依托于河流和道路的城市生态廊道的宽度范围。廊道的宽度范围。廊道的宽度范围。

【技术实现步骤摘要】
一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法


[0001]本专利技术涉及生态环境领域，具体涉及一种依托于河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法。

技术介绍

[0002]快速城市化导致城市化地区生物多样性下降等问题，加剧了城市生态保护与城市发展矛盾。科学规划建设城市生态廊道是解决该问题的有效途径。城市生态廊道建设是国土空间规划下城市生态空间规划落地实施的重要步骤，是保护物种多样性、提升城乡景观品质、改善公共游憩空间、提高生态系统服务价值的重要途径，也是促进城乡协调、人与自然和谐、生态系统完善的关键环节。
[0003]由于城市生态廊道的线性结构，物种多样性和生态效益都受到廊道宽度的影响。从景观生态学的角度来看，生态廊道宽度越宽，生态效应越明显；生态廊道太窄，廊道受人类活动影响较大。但是从动植物研究角度而言，廊道的宽度并非越宽越有利，过宽不利于生物的快速迁徙，需要一个适宜的宽度值。生态廊道的范围过大，会导致国土资源的浪费，过窄不利于生态空间的发展。在城市化地区，生态廊道大多依附于河流与道路等线性空间布局，城市生态廊道宽度不清制约了城市生态网络的效能，城市生态廊道的宽度界定是急需解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，适用于依托道路和河流的城市生态廊道的宽度确定。
[0005]本专利技术的技术目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，包括以下步骤：/>[0007]步骤1、获取目标区域的地理信息数据，地理信息数据包括矢量边界图层数据、土地利用矢量图层数据、河流和道路图层数据，并对地理信息数据的图层进行裁剪、聚合；
[0008]步骤2、构建生态源地筛选指标体系，通过生态源地筛选指标体系识别出生态源地；
[0009]步骤3、将土地利用类型和NDVI相结合构建综合阻力面；
[0010]步骤4、将综合阻力面数据和生态源地数据导入Linkage Mapper，确定任意两个生态源地之间的潜在廊道路径；
[0011]步骤5、基于电路理论，使用Pinchpoint工具，识别潜在廊道路径中对动物迁徙具有重要连通性作用的区域，得到电流密度图；
[0012]步骤6、将河流和道路图层数据与电流密度图进行叠加，沿河流和道路数据提取宽度为100m的缓冲区，通过分区统计工具计算缓冲区内的电流密度的平均值，得到带电流信息的缓冲区图层；
[0013]步骤7、预设每一等级对应的最小宽度，通过自然断点法，将所有带电流信息的缓
冲区按照电流密度平均值分为若干级，根据缓冲区的等级从最高等级依次降级进行缓冲区提取，获得所提取的缓冲区对应的廊道，再根据预设值赋予每条廊道相应等级所对应的最小宽度。
[0014]进一步地，在步骤2中，通过ArcGIS提取城市绿地，将城市绿地中大于5ha的城市绿地作为预选城市生态源地，再通过构建生态源地筛选指标体系从预选城市生态源地中识别出生态源地。
[0015]进一步地，生态源地筛选指标体系包括植被质量、连接性指数、冷岛效应指数和面积四个因子，对四个因子分别划分等级后进行加权叠加，根据预设阈值从加权叠加结果中筛选出生态源地。
[0016]进一步地，步骤3中，对土地利用类型的所有因子加权赋值，将土地利用类型与NDVI的图像叠加得到综合阻力面。
[0017]进一步地，步骤4中，将综合阻力面和生态源地导入Linkage Mapper，选择生态源地和阻力面，基于最小累积阻力模型确定任意两个生态源地之间的潜在廊道路径。
[0018]进一步地，借助MCR模型模拟生态源地之间的最小成本路径来确定任意两个生态源地之间的潜在廊道路径，
[0019][0020]其中，f代表最小累积阻力值，D
ij
代表从生态源j到空间单元i的空间距离，R
i
代表单元i的阻力系数。。
[0021]进一步地，步骤5中，基于电路理论，使用Pinchpoint工具输入生态源地和综合阻力面数据，设置成本加权距离作为阈值，运行Pinchpoint工具识别潜在生态廊道中的高电流密度区域，得到电流密度图。
[0022]相比与现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)本专利技术的依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法根据电流密度确定城市廊道的宽度等级，明确了不同河流和道路等线型空间的生态修复迫切性，有助于确定依托于河流和道路的城市生态廊道的宽度范围。
[0024](2)本专利技术通过将城市河流和道路线型空间数据作为城市生态廊道的备选路径，在城市规划层面上，最大化适应了城市现有廊道大多依附河流、道路等线型空间而建的现状。
[0025](3)本专利技术通过耦合土地利用类型和NDVI来识别生态源地，在考虑城市化条件的土地现状的基础上兼顾了不同土地类型的生态效益差异性。
[0026](4)现有技术大多掩盖了生态网络内部的物质流动，本专利技术通过电路理论探究城市潜在生态廊道的动物迁徙过程，为实现城市生态廊道构建的精确指导考虑了动物迁徙的需求。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例中筛选出的生态源地分布图。
[0028]图2是本专利技术实施例中综合阻力面分布图。
[0029]图3是本专利技术实施例中潜在廊道分布示意图。
[0030]图4是本专利技术实施例中生态源地分布示意图。
[0031]图5是本专利技术实施例中电流密度图。
[0032]图6是本专利技术实施例中依托道路和河流的城市生态廊道的宽度示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步描述：
[0034]一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，以上海市闵行区为例，包括以下步骤：
[0035]步骤1、获取上海市闵行区的地理信息数据，地理信息数据包括矢量边界图层数据、土地利用矢量图层数据、河流和道路图层数据，在GIS平台中打开矢量边界图层数据、土地利用矢量图层数据及河流和道路图层数据，在内容列表里打开图层属性，在坐标系栏统一坐标(上海地方坐标)，在常规栏统一单位(米)；并将地理信息数据的图层进行裁剪、聚合至目标区域；
[0036]步骤2、构建生态源地筛选指标体系，通过生态源地筛选指标体系识别出生态源地；
[0037]通过ArcGIS提取城市绿地，将城市绿地中大于5ha的城市绿地作为预选城市生态源地，再通过构建生态源地筛选指标体系从预选城市生态源地中识别出生态源地。生态源地筛选指标体系包括植被质量、连接性指数、冷岛效应指数和面积四个因子，四个因子各自划分10个级别后进行加权叠加，根据预设阈值从加权叠加结果中筛选出生态源地，本实施例中筛选前3级的预选城市生态源地作为生态源地，最终筛选出39个生态源地，如图1所示。
[0038]步骤3、将土地利用类型和NDVI相结合构建综合阻力面；
[0039]土地利用类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取目标区域的地理信息数据，地理信息数据包括矢量边界图层数据、土地利用矢量图层数据、河流和道路图层数据，并对地理信息数据的图层进行裁剪、聚合；步骤2、构建生态源地筛选指标体系，通过生态源地筛选指标体系识别出生态源地；步骤3、将土地利用类型和NDVI相结合构建综合阻力面；步骤4、将综合阻力面数据和生态源地数据导入Linkage Mapper，确定任意两个生态源地之间的潜在廊道路径；步骤5、基于电路理论，使用Pinchpoint工具，识别潜在廊道路径中对动物迁徙具有重要连通性作用的区域，得到电流密度图；步骤6、将河流和道路图层数据与电流密度图进行叠加，沿河流和道路数据提取宽度为100m的缓冲区，通过分区统计工具计算缓冲区内的电流密度的平均值，得到带电流信息的缓冲区图层；步骤7、预设每一等级对应的最小宽度，通过自然断点法，将所有带电流信息的缓冲区按照电流密度平均值分为若干级，根据缓冲区的等级从最高等级依次降级进行缓冲区提取，获得所提取的缓冲区对应的廊道，再根据预设值赋予每条廊道相应等级所对应的最小宽度。2.根据权利要求1所述的一种依托河流和道路的城市生态廊道宽度确定方法，其特征在于，在所述步骤2中，通过ArcGIS提取城市绿地，将城市绿地中大于5ha的城市绿地作为预选城市生态源地，再通过构建生态源地筛选指标体系从预选城市生态源地中识别出生态源地。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浪，仲启铖，张桂莲，张青萍，王雨洁，屈子雅，张瑞，易扬，郑谐维，林奕成，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：