【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及国土空间开发，具体为一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统。
技术介绍
1、目前，国土空间是指国家主权与主权权利管辖下的地域空间，是国民生存的场所和环境，包括陆地、陆上水域、内水、领海、领空等，一般而言，如果从提供产品的类别来划分，一国的国土空间，可以分为城市空间、农业空间、生态空间和其他空间四类，在申请号为202111344561.x的中国专利中公开了“一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其包括原始土地识别单元、空间格局模拟单元和动态仿真分析单元；动态仿真分析单元用于动态演示原始土地识别单元的原始图到空间格局模拟单元的模拟结果图的变化，将原始图与模拟结果图的数据汇总对比，生成各地类面积指标变化统计报表，本专利技术方便通过统计报表直观的确定土地变化的数据，提高土地生态效应预测分析准确性，实现对国土空间开发的生态效应进行预测，可以更直观的观察到国土空间开发前后土地的生态效应变化，方便动态显示原始图中变化的部分，提高实用性。”；
2、该对比文件仅仅解决了目前的生态效应动态模拟预测系统在进行模拟预测时，模拟生成的图形只是一种静态的结果图，无法动态显示原始图中变化的部分，不利于在一个大区域范围内通过这种动态变化显示快速获知土地变化的精确位置，而且在进行模拟后，无法将模拟结果图与原始图的数据进行对比，导致后续分析局限性较大，实用性欠缺的问题，未考虑到在使用模型进行模拟预测前，需要先验证模型的精度，且在进行模拟预测时，应设置不同的情景进行预测，以提高模拟结果的适用性，且未能直观展现出模拟预测期间土地
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元用于获取待模拟土地区域需求的研究数据，并对获取的数据进行处理分析，以满足后续plus模型的使用要求，且将经过处理的数据上传到构建的数据库内进行储存，便于使用时进行调用；
3、国土空间模拟预测单元，所述国土空间模拟预测单元用于基于数据库内的数据通过plus模型进行模拟，以验证plus模型的精度，且在设定的不同情景下，基于数据库内的数据对待模拟土地区域通过plus模型进行模拟预测，并将不同的模拟预测结果上传到构建的数据库内进行储存；
4、结果展示分析单元，所述结果展示分析单元用于基于数据库内的不同情境设定下的模拟预测结果，对模拟预测时间内的待模拟土地区域的土地变化相关数据进行进一步处理，并对土地类型的变化进行直观展示，且根据土地适宜性进行区域划分；
5、国土空间规划单元，所述国土空间规划单元用于基于数据库内的不同情境设定下的模拟预测结果，对生态脆弱性进行评估，并对待模拟土地区域进行规划布局。
6、优选的，所述数据采集处理单元包括研究数据获取模块，所述数据采集处理单元用于获取待模拟土地区域2003年、2013年和2023年需求的研究数据，包括土地利用数据、dem数据、社会经济数据和道路数据，其中土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据共享中心，且空间分辨率为30m×30m，且土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地，其中dem数据来源于地理空间数据云平台，且空间分辨率为30m×30m，其中社会经济数据包括gdp和人口密度，数据来源于中科院资源环境科学数据中心，其中道路数据来源于openstreetmap。
7、优选的，所述数据采集处理单元还包括数据处理分析模块和数据上传储存模块，所述数据处理分析模块用于对获取的待模拟土地区域2003年、2013年和2023年需求的研究数据进行处理，包括通过envi软件并结合土地分类体系标准，将土地利用数据空间标准化，保证数据坐标系和行列数保持一致，通过arcgis 10.8软件对dem数据进行地理配准和投影处理，并根据待模拟土地区域的行政边界，通过掩膜提取工具进行切割，获取高程数据，以及使用坡度和坡向工具，实现高程到坡度和坡向数据的转换，通过掩膜提取工具利用待模拟土地区域的行政边界对社会经济数据进行裁剪，通过gis中的欧式距离工具对道路数据做欧式距离分析，所述数据上传储存模块用于将经过处理的数据上传到构建的数据库内进行储存，并基于年份信息进行分类。
8、优选的，所述国土空间模拟预测单元包括模型精度验证模块和多情景设定模块，所述模型精度验证模块用于基于数据库内经过处理的待模拟土地区域2003年需求的研究数据，通过plus模型对待模拟土地区域进行模拟，得到2013年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，并与2013年待模拟土地区域的真实数据进行对比，并通过验证算法计算出plus模型的精度，其具体计算公式如下：
9、；
10、式中，表示plus模型的精度，表示模拟正确栅格个数占总数之比，表示随机状态仿真正确栅格个数占总数之比，表示理想状态仿真正确栅格数量占总数之比,当计算结果大于0.75时，表明plus模型的模拟预测精度达到要求，当计算结果不大于0.75时，表明plus模型的模拟预测精度不符合要求，需要对模型进行优化调整，所述多情景设定模块用于设定不同的土地模拟预测情景，包括自然增长情景、城镇化发展情景、耕地保护优先情景以及生态保护优先情景。
11、优选的，所述国土空间模拟预测单元还包括土地模拟预测模块和模拟结果储存模块，所述土地模拟预测模块用于在设定的不同的土地模拟预测情景下，将数据库内经过处理的待模拟土地区域2023年需求的研究数据作为基期数据，通过plus模型对待模拟土地区域进行模拟预测，得到2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，具体包括以下步骤：从数据库内经过处理的待模拟土地区域2023年需求的研究数据中选取驱动土地利用变化的因素做驱动因子输入到plus模型中，将plus模型的迭代次数设置成10次，通过plus模型进行模拟预测，从而得到不同土地模拟预测情景下的2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，所述模拟结果储存模块用于将土地模拟预测模块的模拟数据上传到数据库内进行储存，并依据情景设定进行分类，且与基期数据建立联系。
12、优选的，所述结果展示分析单元包括土地变化数据处理模块和土地变化轨迹记录模块，所述土地变化数据处理模块用于基于数据库内不同设定情境下的2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，通过土地利用动态度表示算法计算出待模拟土地区域的综合土地利用动态度，其具体计算公式如下：
13、；
14、式中，表示第类土地利用类型在段时间内的综合土地利用动态度，分别表示不同的土地利用类型，表示待模拟土地区域内土地利用类型数量，表示模拟预测初期第类土地利用类型面积，表示模拟预测过程中土地利用类型从第类转为第类的面积，表示模拟预测时间，进而展现出模拟预测期间土地利用的变化速度，所述土地变化轨迹记本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：包括数据采集处理单元（100），所述数据采集处理单元（100）用于获取待模拟土地区域需求的研究数据，并对获取的数据进行处理分析，以满足后续PLUS模型的使用要求，且将经过处理的数据上传到构建的数据库内进行储存，便于使用时进行调用；
2.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述数据采集处理单元（100）包括研究数据获取模块（101），所述数据采集处理单元（100）用于获取待模拟土地区域2003年、2013年和2023年需求的研究数据，包括土地利用数据、DEM数据、社会经济数据和道路数据，其中土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据共享中心，且空间分辨率为30m×30m，且土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地，其中DEM数据来源于地理空间数据云平台，且空间分辨率为30m×30m，其中社会经济数据包括GDP和人口密度，数据来源于中科院资源环境科学数据中心，其中道路数据来源于OpenStreetMap。
3.根据权利要求1所述的一种国土空间
4.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述国土空间模拟预测单元（200）包括模型精度验证模块（201）和多情景设定模块（202），所述模型精度验证模块（201）用于基于数据库内经过处理的待模拟土地区域2003年需求的研究数据，通过PLUS模型对待模拟土地区域进行模拟，得到2013年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，并与2013年待模拟土地区域的真实数据进行对比，并通过验证算法计算出PLUS模型的精度，其具体计算公式如下：
5.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述国土空间模拟预测单元（200）还包括土地模拟预测模块（203）和模拟结果储存模块（204），所述土地模拟预测模块（203）用于在设定的不同的土地模拟预测情景下，将数据库内经过处理的待模拟土地区域2023年需求的研究数据作为基期数据，通过PLUS模型对待模拟土地区域进行模拟预测，得到2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，具体包括以下步骤：从数据库内经过处理的待模拟土地区域2023年需求的研究数据中选取驱动土地利用变化的因素做驱动因子输入到PLUS模型中，将PLUS模型的迭代次数设置成10次，通过PLUS模型进行模拟预测，从而得到不同土地模拟预测情景下的2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，所述模拟结果储存模块（204）用于将土地模拟预测模块（203）的模拟数据上传到数据库内进行储存，并依据情景设定进行分类，且与基期数据建立联系。
6.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述结果展示分析单元（300）包括土地变化数据处理模块（301）和土地变化轨迹记录模块（302），所述土地变化数据处理模块（301）用于基于数据库内不同设定情境下的2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，通过土地利用动态度表示算法计算出待模拟土地区域的综合土地利用动态度，其具体计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述结果展示分析单元（300）还包括生态系统服务价值评估模块（303）和土地适宜性分区模块（304），所述生态系统服务价值评估模块（303）用于基于数据库内不同设定情境下的2024年到2033年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，通过生态价值算法计算出待模拟土地区域内不同生态系统的服务价值总量，其具体计算公式如下：
8.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生...
【技术特征摘要】
1.一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：包括数据采集处理单元（100），所述数据采集处理单元（100）用于获取待模拟土地区域需求的研究数据，并对获取的数据进行处理分析，以满足后续plus模型的使用要求，且将经过处理的数据上传到构建的数据库内进行储存，便于使用时进行调用；
2.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述数据采集处理单元（100）包括研究数据获取模块（101），所述数据采集处理单元（100）用于获取待模拟土地区域2003年、2013年和2023年需求的研究数据，包括土地利用数据、dem数据、社会经济数据和道路数据，其中土地利用数据来源于中国科学院资源环境数据共享中心，且空间分辨率为30m×30m，且土地利用类型分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地，其中dem数据来源于地理空间数据云平台，且空间分辨率为30m×30m，其中社会经济数据包括gdp和人口密度，数据来源于中科院资源环境科学数据中心，其中道路数据来源于openstreetmap。
3.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述数据采集处理单元（100）还包括数据处理分析模块（102）和数据上传储存模块（103），所述数据处理分析模块（102）用于对获取的待模拟土地区域2003年、2013年和2023年需求的研究数据进行处理，包括通过envi软件并结合土地分类体系标准，将土地利用数据空间标准化，保证数据坐标系和行列数保持一致，通过arcgis 10.8软件对dem数据进行地理配准和投影处理，并根据待模拟土地区域的行政边界，通过掩膜提取工具进行切割，获取高程数据，以及使用坡度和坡向工具，实现高程到坡度和坡向数据的转换，通过掩膜提取工具利用待模拟土地区域的行政边界对社会经济数据进行裁剪，通过gis中的欧式距离工具对道路数据做欧式距离分析，所述数据上传储存模块（103）用于将经过处理的数据上传到构建的数据库内进行储存，并基于年份信息进行分类。
4.根据权利要求1所述的一种国土空间开发利用生态效应动态模拟预测系统，其特征在于：所述国土空间模拟预测单元（200）包括模型精度验证模块（201）和多情景设定模块（202），所述模型精度验证模块（201）用于基于数据库内经过处理的待模拟土地区域2003年需求的研究数据，通过plus模型对待模拟土地区域进行模拟，得到2013年待模拟土地区域的土地利用模拟数据，并与2013年待...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨霄，黄芹，杨育丹，
申请(专利权)人：西安蓝图地理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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