一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法技术

本申请提供一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，该方法包括用生态福祉评估模块评估土地生态价值；用生态网络识别模块生成区域生态网络；用发展权利转移模块评估每个协同主体发展权利；用城镇演变模拟模块估算出每个地块的建设用地开发适宜性，模拟出城镇演变情景；用空间冲突权衡模块分析未来城镇空间增长情景与永久基本农田保护的空间冲突等级，并权衡出永久基本农田调保压力最小的开发备选方案；用规划决策支持模块标识出城镇、农业和生态三类空间基本格局。本申请提供的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，能够为国土空间规划实施跨区域协同提供空间精细化管控依据。同提供空间精细化管控依据。同提供空间精细化管控依据。

【技术实现步骤摘要】
一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法


[0001]本专利技术涉及一种国土空间规划技术，具体涉及一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法。

技术介绍

[0002]如何通过跨区域协同以推动国土空间向均衡模式发展是国土空间高质量发展的一个重要议题。跨区域协同发展的本质是通过物质、能量和信息的交换，促进各区域在功能上形成优势互补和辐射带动的关系，进而解决区域发展不平衡和不充分的问题。从自然资源高水平保护和高效率利用来看，跨区域协同的本质是在多利益主体之间找到一个开发与保护的最优均衡点，而国土空间城镇、农业和生态三大类空间的布局直接决定着国土空间开发与保护模式。
[0003]目前，区域协同大多采用协同论、博弈论和自组织等相关理论，从宏观层面探索区域协同发展的规律及治理框架，如产业协同、设施协同等等。然而，仅从宏观层面进行协同难以实现土地利用底板的精细化管控，局部生态环境恶化和土地粗放型经营问题依然得不到高效解决。因此，从土地利用时空协同视角建立区域协同调控路径，按生态福祉高低构建整体生态安全网络进行区域一体化底线管制，并通过城镇空间演变模拟和永久基本农田调保压力分析权衡空间最优方案，是推进区域间形成优势互补和互利共赢新局面的前提。
[0004]虽然已有研究在土地利用变化模拟方面建立了一系列的技术方案，如将马尔科夫链、随机森林和元胞自动进行耦合建模等，但现有研究还没有从跨区域协同视角来审视国土空间规划开发与保护的内在技术逻辑，包括如何进一步将生态安全格局保护的资源作为区域发展优势加以价值转化，如何通过发展权转移来培育跨区域发展极进而增强区域整体竞争力。由此可见，支撑跨区域协同国土空间开发与保护还需要建立具有可操控性的技术工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，利用该方法可以为跨区域协同开发与保护格局提供“三区三线”优选方案。
[0006]本申请提供的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，包括：
[0007]使用生态福祉评估模块评估土地的福祉系数，输出区域生态福祉图；
[0008]使用生态网络识别模块根据生态福祉系数和空间集聚程度生成区域生态网络；
[0009]使用发展权利转移模块对每个协同主体未来的建设用地增量进行规模预测，再从所有协同主体中筛选出区域增长极，将发展权利转移到区域增长极；
[0010]使用城镇演变模拟模块估算出每个地块的建设用地开发适宜性，然后在生态网络约束下对发展权转移前后的城镇空间演变情景进行模拟；
[0011]使用空间冲突权衡模块将未来城镇空间增长情景与永久基本农田进行分析，识别出具有开发与保护空间冲突的地块，然后根据空间冲突等级大小和永久农田地块权衡出备
选开发方案；
[0012]使用规划决策支持模块根据开发与保护综合权衡结果，标识出城镇、农业和生态三类空间的基本格局。
[0013]生态福祉评估模块具体包括：
[0014]采用当地生态福祉当量系数建立土地利用图与生态价值图的空间映射，评估模型为：
[0015][0016]式中，E(v)表示地块v的总体生态福祉或者生态资产，e
i
表示第i(i＝1,2,
…
,I) 种类型生态服务的当量系数，A(v)为地块v的面积。
[0017]生态网络识别模块具体包括：
[0018]根据生态福祉高低和生态斑块空间集聚程度确定生态源地范围及其重要性等级，且不同级别的生态价值高地应成为生态廊道上的垫脚石/重要生态节点，生态网络连通模型为：
[0019]L(o,p)＝Net(E,δ)
[0020]式中，L(o,p)表示任意生态源o和p之间的链接廊道，Net表示生态网络连通模型，其需要根据地块生态价值E和生态斑块集聚度δ综合确定。
[0021]发展权利转移模块具体包括：
[0022]采用了一种发展权转移估算模型：
[0023][0024][0025]式中，和分别表示t和t+1时刻协同主体n的建设用地规模，最大不得超过g表示马尔科夫链模型，σ为转移概率，表示增长极m的新规模，其通过发展权转移函数f接受周边主体n的转移，θ
n
表示主体n的转移量。
[0026]城镇演变模拟模块具体包括：
[0027]采用了一种基于随机森林的分区异步元胞自动机模型：
[0028][0029][0030]式中，表示协同主体n的地块v在t+1时刻的状态，由元胞自动机模型CA根据当前状态空间开发适宜性S(v)，邻域相互作用和生态安全控制条件R(v)迭代运算得到，适宜性S(v)通过随机森林RF对系列地理空间环境变量D
k
(k＝1,2,
…
,K)进行估算得到；
[0031]采用分区异步元胞自动机模拟每个地块的土地利用状态变化，算法模型为：
[0032][0033]式中，表示协同主体n的地块v在t+1时刻的状态，由元胞自动机模型CA根据当前状态空间开发适宜性S(v)，邻域相互作用和生态安全控制条件R(v)迭代运算得到。
[0034]空间冲突权衡模块具体包括：
[0035]采用空间叠置分析识别国土空间开发与永久基本农田保护的空间冲突情况，冲突大小由冲突地块的面积和距离中心城区远近标定，冲突强弱识别模型为：
[0036]C(v)＝α(v)
×
β(v)
[0037]式中，C(v)为空间冲突强弱，其由冲突地块面积大小α(v)和该地块距离中心城区的远近β(v)综合确定。
[0038]规划决策支持模块具体包括：
[0039]按照空间冲突强弱，并结合生态安全、粮食安全和协同发展实际要求论证每个地块的规划地类。
[0040]本专利技术的地块尺度国土空间开发保护跨区域协同与权衡方法，提供从生态福祉估算、生态网络识别、发展权转移、城镇演变模拟、空间冲突权衡和规划决策支持的全流程规划服务。可将宏观尺度国土空间开发与保护的协同机制通过发展权转移和空间演变模拟降尺度到地块单元，为国土空间规划实施跨区域协同提供空间精细化管控依据。具有操作步骤简单、定量计算与定性分析相结合等技术优势，运用本专利技术的方法可为国土空间开发与保护跨区域协同提供空间格局设计指导作用。
附图说明
[0041]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，标示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1为本专利技术提出的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法的流程图；
[0044]图2为本专利技术提出的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，其特征在于，包括：使用生态福祉评估模块评估土地的福祉系数，输出区域生态福祉图；使用生态网络识别模块根据生态福祉系数和空间集聚程度生成区域生态网络；使用发展权利转移模块对每个协同主体未来的建设用地增量进行规模预测，再从所有协同主体中筛选出区域增长极，将发展权利转移到区域增长极；使用城镇演变模拟模块估算出每个地块的建设用地开发适宜性，然后在生态网络约束下对发展权转移前后的城镇空间演变情景进行模拟；使用空间冲突权衡模块将未来城镇空间增长情景与永久基本农田进行分析，识别出具有开发与保护空间冲突的地块，然后根据空间冲突等级大小和永久农田地块权衡出备选开发方案；使用规划决策支持模块根据开发与保护综合权衡结果，标识出城镇、农业和生态三类空间的基本格局。2.根据权利要求1所述的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，其特征在于，所述生态福祉评估模块具体包括：采用当地生态福祉当量系数建立土地利用图与生态价值图的空间映射，评估模型为：式中，E(v)表示地块v的总体生态福祉或者生态资产，e
i
表示第i(i＝1,2,
…
,I)种类型生态服务的当量系数，A(v)为地块v的面积。3.根据权利要求1所述的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，其特征在于，所述生态网络识别模块具体包括：根据生态福祉高低和生态斑块空间集聚程度确定生态源地范围及其重要性等级，且不同级别的生态价值高地应成为生态廊道上的垫脚石/重要生态节点，生态网络连通模型为：L(o,p)＝Net(E,δ)式中，L(o,p)表示任意生态源o和p之间的链接廊道，Net表示生态网络连通模型，其需要根据地块生态价值E和生态斑块集聚度δ综合确定。4.根据权利要求1所述的一种地块尺度国土空间开发与保护跨区域协同权衡方法，其特征在于，所述发展权利转移模...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世发，江海燕，蔡云楠，张曦文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：