【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及城乡生活圈空间划定管理，具体涉及一种城乡生活圈空间划定管理系统。
技术介绍
1、城乡生活圈空间划定管理是指在城市与农村交汇区域，为了促进城乡一体化发展，提高资源利用效率和居民生活品质，对这一区域进行划分和管理的一种机制。首先，这个概念涉及界定城乡交汇区域的范围，通常是指城市周边一定范围内的农村地区，包括城郊、近郊和远郊地区。划定管理意味着对该区域的规划、建设、资源配置、环境保护等方面进行有效的管理和调控，以实现城乡统筹发展，提升该区域的整体发展水平。
2、现有技术存在以下不足：
3、在城乡生活圈空间划定管理过程中，生态系统的非线性响应无法及时预测，生态系统的非线性响应指的是在进行城乡生活圈空间划定时，所做的规划和管理措施可能引发生态系统中不可预见的非线性反应，导致意想不到的环境问题和生态灾害，这种问题可能由于生态系统内部复杂的相互作用和反馈机制难以预测导致的，当出现此情况时，可能会对生态系统造成严重的影响；
4、举例来说，某地区计划将一片农田转变为城市用地，以满足城市发展的需要，然而，这种改变可能会破坏原有的生态平衡，导致水土流失、生物多样性丧失、地质灾害增加等一系列问题，而这些问题的出现可能不是简单的线性关系，而是由于生态系统内部复杂的反馈机制而产生的非线性效应，使得问题的严重性和影响难以预测和控制，当出现此情况时，将会对生态系统造成严重的影响。
5、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种城乡生活圈空间划定管理系统，通过综合分析地下水位异常波动和土壤呼吸速率减缓因素，建立了一个综合的非线性响应风险指标，用于评估农田转变为城市用地后的潜在非线性响应风险，这一指标的计算和分析，提供了一种客观而综合的方法，用于量化和评估生态系统对城市化过程，可在农田转变为城市用地时出现的潜在非线性响应风险进行及时预测响应，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种城乡生活圈空间划定管理系统，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
3、非线性响应预测模块，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测，评估农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险；
4、非线性响应风险优化模块，当农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险时，根据监测评估的结果持续优化城乡生活圈空间划定管理措施，并对优化的结果进行分析。
5、优选的，对农田转变为城市用地后的非线性响应进行预测时，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
6、优选的，地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
7、选择 haar小波作为小波基函数；
8、在固定时长窗口内，将地下水位时间序列信号分解为不同尺度的子信号，其中 j表示尺度，通过连续小波变换完成，公式如下：，其中，是小波基函数的复共轭；
9、对每个子信号，计算每个子信号的能量，能量通过对子信号的平方求和得到，计算的表达式为：；
10、计算地下水位异常波动程度，，其中， n为尺度的总数，为所有的平均能量，为地下水位异常波动程度。
11、优选的，土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
12、获取农田转变为城市用地时的土壤呼吸速率的时间序列数据，确保数据具有一定的时序性，并将其分为固定时长窗口内的若干子序列；
13、对每个固定时长窗口内的时间序列数据进行特征提取，获取相邻固定时长窗口按照时间序列提取的第一特征向量，第二特征向量，其中，为第一特征向量中的第 r个特征，为第二特征向量中的第 r个特征， n是特征数量；
14、使用动态时间规整距离作为距离度量方法捕捉时间序列之间的相似性计算公式如下：；
15、选择k-means算法进行聚类分析，随机初始化 k个聚类中心，设初始聚类中心为；
16、对聚类结果进行分析，计算每个簇内土壤呼吸速率的土壤呼吸速率减缓量化值，具体计算公式如下：，其中，表示第 i个簇的土壤呼吸速率减缓量化值，表示第 i个簇内第j个样本的土壤呼吸速率， m表示第 i个簇内样本的数量；
17、将固定时长窗口内生成的若干个土壤呼吸速率减缓量化值与土壤呼吸速率减缓参考值进行比对分析，计算土壤呼吸速率减缓程度，计算的表达式为：，式中，表示土壤呼吸速率减缓程度，表示大于土壤呼吸速率减缓参考值的土壤呼吸速率减缓量化值， u为正整数，表示大于土壤呼吸速率减缓参考值的土壤呼吸速率减缓量化值的总数。
18、优选的，通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
19、s1、计算每个窗口内的特征向量与各个聚类中心之间的动态时间规整距离，将每个特征向量分配到距离最近的聚类中心所对应的簇中；
20、s2、根据分配的特征向量重新计算每个簇的中心位置，即将每个簇中所有特征向量的均值作为新的聚类中心；
21、重复s1和s2直至聚类中心稳定或达到最大迭代次数。
22、优选的，获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度后，将地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度进行综合分析，将两者加权求和生成非线性响应风险指标，通过非线性响应风险指标对农田转变为城市用地的潜在非线性响应风险情况进行评估。
23、优选的，将农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：
24、若非线性响应风险指标大于等于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为高风险非线性响应风险指标窗口；
25、若非线性响应风险指标小于非线性响应风险指标参考阈值，则将对应的固定时长窗口标记为低风险非线性响应风险指标窗口。
26、优选的，优化城乡生活圈空间划定管理措施时，获取若干个固定时长窗口下生成的非线性响应风险指标建立分析集合，并将分析结合标定为 a，则，其中， q表示分析本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
3.根据权利要求2所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
4.根据权利要求3所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
5.根据权利要求4所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度后，将地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度进行综合分析，将两者加权求和生成非线性响应风险指标，通过
7.根据权利要求6所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，将农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的非线性响应风险指标与预先设定的非线性响应风险指标参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：
8.根据权利要求6所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，优化城乡生活圈空间划定管理措施时，获取若干个固定时长窗口下生成的非线性响应风险指标建立分析集合，并将分析结合标定为A，则，其中，q表示分析集合内的非线性响应风险指标的编号，q=1、2、3、4、……、Q，Q为正整数；
9.根据权利要求8所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，优化指数计算完成后，将优化指数按照时间先后生成优化序列表，并对优化序列表进行分析，分析的结果如下：
...【技术特征摘要】
1.一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，包括非线性响应预测模块和非线性响应风险优化模块；
2.根据权利要求1所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取农田转变为城市用地后的地下水位数据和土壤呼吸速率数据，获取后，将地下水位数据和土壤呼吸速率数据分析处理后，生成地下水位异常波动程度和土壤呼吸速率减缓程度。
3.根据权利要求2所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，地下水位异常波动程度获取的逻辑如下：
4.根据权利要求3所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，土壤呼吸速率减缓程度获取的逻辑如下：
5.根据权利要求4所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，通过迭代优化过程，更新聚类中心，直至达到收敛条件，具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种城乡生活圈空间划定管理系统，其特征在于，获取到农田转变为城市用地后在固定时长窗口内生成的地下水位异常波动程度和土壤呼吸速...
【专利技术属性】
技术研发人员：尉军耀，汪芳，肖翔，辛乾龙，郑勇，马福全，孔元刚，杨党锋，武佩佩，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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