多元信息综合的市县国土空间规划空间功能识别方法

doi:10.31497/zrzyxb.20210808

摘要/Abstract

摘要：

空间功能识别是确定国土空间规划空间开发保护格局的关键环节,理论和实践意义重大。基于土地利用和地表覆盖现状、精细化DEM、地形单元等基础地理信息,水、生态、环境、灾害等专题数据,社会统计数据等多元信息,利用空间分析、多元统计、计量模型、基于规则的分类模型等技术方法,从多元信息综合集成和自动分类识别的角度,研究构建了一套市县国土空间规划空间主导功能识别的关键技术与方法,并对榆林市域进行空间功能分区。研究表明：本文方法有效将地理实体单元、功能评价指标综合于统一的地域单元,保证了空间功能分类识别的准确性;通过自动分类算法建模,实现空间功能识别的自动化,提高了国土空间规划的客观性和工作效率。

关键词: 国土空间规划, 空间功能, 功能识别, 多元信息, 集成

Abstract:

Spatial function identification plays a major part in land spatial planning, which is of important theoretical and practical significance. The data sources in this article come from multivariate information, such as land use and cover status data, refined DEM data, terrain and landform data, and other types of basic geographic information; water, ecology, environment, disaster and other types of special survey research data; population, economy, transportation and other types social statistics data. From the perspective of multivariate information integration and automatic classification, we used GIS spatial analysis, multivariate statistical analysis, measurement model, rule-based classification model and other technical methods, to build a set of key technologies and methods for realizing spatial function identification for land spatial planning in city and county scales. Finally, we conducted an empirical study with the above research methods in Yulin city. The empirical study shows that the method in this paper effectively integrates geographic entity units, functional evaluation indicators and other element characteristics into unified regional units, which indirectly guarantees the accuracy of spatial function classification and identification. In addition, through classification algorithm, we can realize automated spatial function identification, which improves the objectivity and work efficiency for land spatial planning.

Key words: land spatial planning, spatial function, function identifying, multivariate information, integration

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图/表 12

图1

图2

表1

表2

评价指标区域统计方法差异化匹配策略

统计方法	统计模型	对应指标
众数	$r o i = s l + f j + 1 - f j f j + 1 - f j + f j + 1 - f j - 1 × i$	经济发展水平、人口聚集度、交通影响
最值	$r o i = max 0 ≤ j ≤ M s j$ $r o i = min 0 ≤ j ≤ M s j$	环境容量、生态功能重要性、生态敏感脆弱性、灾害影响
平均值	$r o i = ∑ j M s j M$	土地可利用度、土地资源约束性、耕地质量
区间	$r o i = max 0 ≤ j ≤ M s j - min 0 ≤ j ≤ M s j$	环境约束性
组合	$r o i = ∏ j M s j 10 j + 1 × s j 10 j - s j 10 j + 1 × 10 j + s j 10 j + 1 × 10 j$	生态保护重要性、农业生产适宜性、城镇建设适宜性
中位值	$r o i = s l + ∑ f 2 - s j - 1 f j × j$	水资源丰度、水资源约束性、区位优势度

表2

图3

图4

表3

表4

表5

表6

表7

表8

参考文献 40

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目标层	评价指标	评价单元
资源环境承载能力	土地可利用度	依据精细化DEM数据精度及市县地域特点,一般采用与DEM数据相一致的格网或地形地貌单元作为评价单元。最终评价结果的评价单元可转换为乡镇行政单元
	水资源丰度	依据降水量、水资源量、集水区等确定的自然地域单元,其中水资源量以河流流域为单元,可依据五级流域边界确定
	环境容量	采用大气环境功能区和水环境功能区为评价单元,最终以大气环境容量及水环境容量单元的叠加结果为最终单元
	生态功能重要性生态敏感脆弱性	依据自然地理地形或生态系统完整性确定的自然地域单元,如林线、雪线、岸线、分水岭,以及生态系统分布界线,结合相关名录中的勘界结果对生态保护重要性极重要、重要等级的单元进行边界修正
空间开发适宜水平	土地资源约束性	以行政村或乡镇为评价单元或与土地可利用度单元一致
	水资源约束性	以行政村为单元或与水资源丰度单元一致,资料不完备的地区可适当放宽至镇（乡）单元
	环境约束性	以格网或栅格作为评价单元,格网粒度或栅格大小可根据资料实际情况进行调整。
	灾害影响	根据各类自然灾害的影响范围和强度确定的自然地域单元
	耕地质量	根据区域水热条件、地形或土地利用现状图斑等确定的自然地域单元
	人口集聚度	以行政村、街道社区或乡镇政区为评价单元
	经济发展水平	以行政村、街道社区或乡镇政区为评价单元,可根据辖区实际情况进行调整评价单元
	交通影响	以格网或栅格作为评价单元
	区位优势度	以格网或栅格作为评价单元,也可采用行政村为评价单元

类型	内容
现状建成区	房屋建筑区、构筑物、道路
现状农业生产区	耕地、园地
Ⅰ型现状生态功能区	草地
Ⅱ型现状生态功能	灌木林地、其他林地
Ⅲ型现状生态功能	乔木林地、竹林地
禁止开发区	上位规划相关名录、自然保护区、饮用水水源保护区、湿地、水域

地形分区	土地利用现状分区类型
地形分区	禁止开发区	现状农业生产区	Ⅰ型现状生态功能区	Ⅱ型现状生态功能	Ⅲ型现状生态功能	现状建成区
一级	四等	一等	一等	二等	三等	一等
二级	四等	二等	三等	三等	四等	二等
三级	四等	三等	三等	三等	四等	三等
四级	四等	四等	四等	四等	四等	四等

综合指标	单项指标	权重	分级判别标准
生态保护重要性	生态功能重要性	0.406	2.5≤E≤5
	生态敏感脆弱性	0.434	1.4≤E<2.5
	环境约束性	0.160	0≤E<1.4
农业生产适宜性	土地可利用度	0.436	3.34≤E≤4.77
	水资源丰度	0.223	2.65≤E<3.34
	环境容量	0.148	0≤E<2.65
	灾害影响	0.193
城镇建设适宜性	土地资源约束性	0.098	2.90≤E≤4.02
	水资源约束性	0.179	2.54≤E<2.90
	环境约束性	0.044	2.23≤E<2.54
	灾害影响	0.240	0≤E<2.23
	经济发展水平	0.102
	人口集聚度	0.106
	交通影响	0.110
	区位优势度	0.121

规则集	规则子集	规则	分类结果
规则用于生态保护与保留区：包含3个规则	规则1用于生态保护与保留区	如果生态 in ["三等"]	则生态保护与保留区
	规则2用于生态保护与保留区	如果城镇 in ["一等"] 和农业 in ["一等"] 和地表覆盖现状分级类型 in ["一等" "二等" "三等"] 和生态 in ["一等" "二等"]	则生态保护与保留区
	规则3用于生态保护与保留区	如果地表覆盖现状分级类型 in ["四等"] 和生态 in ["一等" "二等"]	则生态保护与保留区
规则用于城镇产业建设区：包含1个规则	规则1用于城镇产业建设区	如果城镇 in ["二等" "三等"] 和农业 in ["一等" "二等"] 和地表覆盖现状分级类型 in ["一等" "二等" "三等"] 和生态 in ["一等" "二等"]	则城镇产业建设区
规则用于农业农村发展区：包含2个规则	规则1用于农业农村发展区	如果农业 in ["三等"] 和地表覆盖现状分级类型 in ["一等" "二等" "三等"] 和生态 in ["一等" "二等"]	则农业农村发展区
规则用于农业农村发展区：包含2个规则	规则2用于农业农村发展区	如果城镇 in ["一等"] 和农业 in ["二等"] 和地表覆盖现状分级类型 in ["一等" "二等" "三等"] 和生态 in ["一等" "二等"]	则农业农村发展区