[發明專利]一種生態海綿型城市建設適宜區的系統及方法

有效

• 申請號: 201910033052.1
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109740562B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 匡文慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;成金玉

本發明公開了一種生態海綿型城市建設適宜區目標精準識別和功效測算系統及方法，包括空間數據采集模塊、適宜區空間識別模塊、指標控制和措施設計模塊和建設功效測算模塊。本發明服務于從城市建設規劃到工程設計全流程的海綿城市建設、城市熱島控制和城市園林綠化過程中的建設改造目標適宜區和適宜等級目標的精準識別，并可以測算不同城市建設改造情景下，在洪澇災害和高溫極端氣候事件方面發揮的功效。該系統包括提出一套新型的海綿城市和熱島控制雙重目標的城市規劃設計構架，實現了針對生態海綿型城市空間適宜度精準識別的精細化遙感分類和人工智能檢測算法，能有效模擬城市建設改造對于雨洪和極端高溫事件的功效。

技術領域

本發明涉及一種生態海綿型城市建設適宜區目標精準識別和功效測算系統及方法，屬于城市規劃設計和生態環境保護行業應用的遙感和地理信息技術應用領域，重點解決在城市新區開發和舊城區改造當中，服務于城市雨洪管理和城市熱島控制綜合目標的適宜區目標精準識別，并測算不同建設方案情景下城市在上述兩項目標的綜合效應，當前在城市規劃與建設、園林設計、測繪與地理信息和生態環境保護領域具有廣泛而急迫的應用需求。

背景技術

21世紀以來，伴隨著中國快速的城市化，近年來城市洪災、極端熱事件頻發，對于城市管理和居民安全帶來嚴重的威脅。如何通過城市綠色基礎設施建設等途徑，實現城市洪水有效調節和城市熱島減緩，對于城市人居環境改善和城市生態系統服務的提升具有重要意義。在20世紀70年代，歐美等國家提出低影響開發(LID)理念，強調通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施來維持開發前原有水文條件，控制徑流污染，減少污染排放，實現開發區域可持續水循環。我國近10年來，北京、廣州、武漢等城市的夏季出現了極為罕見的城市暴雨天氣，導致城市道路積水、交通受阻、甚至產生了人員傷亡的現象，有城市中看海之稱。而且部分夏季出現40℃極高溫天氣現象發生的頻率增加。

為解決快速城市化帶來的一系列城市生態環境問題，2012年4月在“2012低碳城市與區域發展科技論壇”中，首次提出“海綿城市”概念。2014年10月國家住房城鄉建設部發布了《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)》技術指南，提出“大力推行低影響開發建設模式，加快研究建設海綿型城市的政策措施”的要求，旨在推廣和應用低影響開發建設模式，建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市，解決全國城市洪澇災害、加強城市雨水收集和再利用、緩解城市水資源污染。國家印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》，通過海綿城市建設，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70％的降雨就地消納和利用。到 2020年，城市建成區20％以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區80％以上的面積達到目標要求。

2014年國家分批次開展包括北京在內的30個城市試點工作，并根據城市規模給予直轄市每年6億元，省會城市每年5億元，其他城市每年4億元。2016年啟動了第二批14個城市，中央財政共計拿出400個億，補貼了兩批試點“海綿城市”。如此大規模的實施海綿城市建設，大量的經費投入，在城市不均勻下墊面，在哪些區域實施相應的措施能夠真正減少暴雨風險。如何選擇高風險目標區通過城市一系列綠色基礎設施建設，有效的實現在城市地表透水性(雨洪調節)、熱力性質(熱島減緩)雙贏的目標，是海綿城市建設的關鍵所在。

當前，在海綿城市建設前期規劃設計過程中，耦合“空間等級結構理論”和國內外“低影響開發”、“彈性城市設計”、“海綿城市建設”等先進城市雨洪管理和利用理念，針對不同的地形地貌城市如何精準識別北京市域原有綠色生態系統保護、生態修復以及低影響度開發關鍵區域，提出空間針對性的“滲、滯、蓄、凈、用、排”海綿城市建設具體舉措和策略，科學有效為城市規劃、環境保護等部門提供數據模型等支持，為北京市海綿城市建設分階段、分層次建設和工程實施提供可視化有效的系統工具是海綿城市建設的重要內容。因此，2017 年初我們承擔了北京市自然科學基金重點項目“北京市地表類型空間分布特征及其對海綿城市建設的適應度研究”開展相關研究。