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研发土地生态空间管控红线协同辅助决策系统

2017-12-13 09:19:22    来源: 中国国土资源报    作者:刘耀林 张琰 王好峰 刘以 张扬

构建土地生态空间管控红线(以下简称生态红线)协同辅助决策系统,实现多源评价数据的标准化管理,并集成“三线”划定与调整相关模型与方法库,开发人机交互式决策支持软件平台,能够为实现的“三线”的冲突诊断、分析、评价、协同优化与模拟提供技术支持。

系统总体框架设计采用“业务结点—业务过程”逻辑关系模型,采用包含数据接口、专业算法和应用表现等层次结构的评价业务插件和调用插件的宿主程序的架构实现土地生态空间管控红线协同辅助决策系统的开发与功能集成。系统由五个子系统组成:数据集成管理子系统、“三线”划定技术基础子系统、“三线”冲突诊断分析评价子系统、“三线”协同优化与情景模拟子系统和成果管理子系统。

数据集成管理子系统

数据管理子系统对“三线”评价优化工作所需的基础数据和工程文件进行统一管理,包括多源数据融合模块、系统工程管理模块、系统窗口管理和数据库说明四个子模块。

“三线”划定技术基础子系统

“三线”划定技术基础子系统对生态红线、耕地保护红线、城市扩张边界线划定的模型和方法进行集成管理。生态保护线划定主要包括水土保持等生态功能重要性和水土流失等生态环境敏感性的评价模型和方法以及已有禁止开发区边界的确定。耕地保护线可由用户自行导入,同时系统也提供农用地分等定级评价因子体系和评价体系,便于用户进行耕地保护线模拟和调整。城市扩展边界线同样可由用户自行导入,同时系统也提供城市建设用地扩张模拟模型(例如Logistic-CA模型),包括邻域变量及其系数的设置、转换阈值、终止条件等相关参数,便于用户对城市扩展边界线进行模拟和调整。

“三线”冲突诊断分析评价子系统

“三线”冲突诊断分析评价子系统提供生态保护线、耕地保护红线、城市扩展边界线的空间冲突诊断、分析和评价的功能。“三线”冲突诊断与识别是在已有的生态保护红线、耕地保护红线和城市扩展边界线的基础上,采用叠加分析的方式识别“三线”冲突的范围、类型和特征。“三线”冲突分析是对“三线”冲突斑块的数量结构特征、空间分布特征及影响因素等进行分析。数量与结构分析中,系统提供规模分析、梯度分析等方法。形态与格局分析中,采用聚集度和G统计指数描述斑块分布的空间集聚或分散特征,同时采用景观格局指数分析其景观格局特征。影响因子识别通过空间相关分析实现,采用spearman等级相关系数和地理加权回归方程分别对“三线”冲突斑块产生的影响因子及其影响程度进行判断。“三线”冲突评价是对“三线”冲突斑块的生态用地适宜性、耕地适宜性和建设用地适宜性分别选取指标进行评价,确定冲突斑块的最佳适宜类。

“三线”协同优化与情景模拟子系统

“三线”协同优化与情景模拟子系统集成“三线”协同优化模型和方法,通过人机交互的方式设定情景目标和规则集,选择优化模型,对冲突区域进行优化,并提供情景模拟功能。具体内容包括模型准则体系的配置、数据准备、优化目标与约束条件设定、模型初始化、模型算子与参数设置和模型运行。数据准备包括数据编码和数据加载。优化目标从城市紧凑发展、区域安全格局构建、耕地保护3个方面选取,并通过加权得到区域综合目标。约束条件则包括数量约束、空间约束和转换约束。运行包括开始、强制结束及运行过程3个部分,运行过程可以对优化信息进行反馈,在优化运行过程中实时反映优化任务的运行状态。除此之外,“三线”系统优化与情景模拟子系统可以根据不同情景设置生成不同的“三线”优化结果。

成果管理子系统

成果管理子系统对“三线”评价和优化过程中产生的各类文本、图件等成果进行统一管理。

(作者单位:武汉大学资源与环境科学学院)

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