[發明專利]一種生態系統服務價值最優化的MCR城市擴張模擬方法

有效

• 申請號: 201910187557.3
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109933901B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 羅濤;林宇晨;樊海強
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種生態系統服務價值最優化的MCR城市擴張模擬方法，將MCR最小累計阻力模型應用于城市擴張模擬中，通過傳統的權重定值和情景模擬方法的優化，實現了以生態系統服務價值優化為導向的城市擴張模擬。該擴張模型能夠依據客觀數據及統計方法模擬在生態系統服務價值最優化下的城市擴張模擬情景，使模型模擬結果可重現，同時能夠進行價值優化水平的量化評價。

技術領域

本發明涉及一種生態系統服務價值最優化的MCR城市擴張模擬方法。

背景技術

由于城市擴張的不合理，環境承載水平弱化、耕地儲備資源降低、生態環境 質量下降等嚴峻問題，城市生態系統的可持續面臨著巨大的考驗。為了對城市擴 張及其影響進行預估，學者采用了空間擴張模型對城市擴張進程進行模擬。如 CA模型、多智能體模型、MCR最小累計阻力模型模型、CLUS-S模型等，并且有 由單體模型向集成模型轉變的研究發展趨勢。

在現有城市擴張模擬模型的運作中，主要存在以下兩方面問題。一方面，權 重系數的確定對構建合理可用的城市擴張模擬模型具有重要影響。在現有城市擴 張模擬模型的權重確定環節，多數學者采用諸如專家打分法、層次分析法、模糊 分析法等相對定性或較為主觀的界定方法。這些方法未能實現模型構建的相對客 觀化，導致模型模擬的結果難免受到一定程度的人為參與影響。另一方面，在空 間擴張模型的情景方案設計環節，鮮有學者考慮到將生態系統服務價值這一重要 約束條件嵌入到城市擴張情景之中，導致模型模擬方案較難通過實際的量化成果 進行表達。

此外，城市擴張的情景模擬是理解城市化、支撐城市規劃建設與管理的有效 工具，能夠有針對性地實現城市空間格局的優化提升。雖然學者在進行城市擴張 情景中設定了多導向的發展目標，但目標間往往相互獨立，對土地、經濟、生態 等目標情景間的關聯分析和綜合考慮尚有欠缺。城市擴張是在多因素共同作用下 進行的，僅考慮某一目標的獨立發展往往與城市的實際發展情況脫節，也難以支 撐城市規劃決策的進行。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種生態系統服務價值最優化的MCR城 市擴張模擬方法，能夠依據客觀數據及統計方法模擬在生態系統服務價值最優化 下的城市擴張模擬情景，使模型模擬結果可重現，同時能夠進行價值優化水平的 量化評價。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種生態系統服務價值最優化的MCR城市擴張模擬方法，包括以下步驟:

步驟S1:獲取城市擴張的空間影響因素，并構建城市擴張阻力指標體系；

步驟S2:采用概率轉化的方法計算城市擴張阻力指標權重；

步驟S3:通過城市擴張阻力指標的加權求和得到研究區的城市擴張阻力值分布圖；

步驟S4:根據得到的城市擴張阻力值分布圖，對非建設用地柵格依照阻力值從 小到大進行排序，構建MCR最小累計阻力模型；

步驟S5:對MCR最小累計阻力模型的阻力值柵格進行篩選，直至面積滿足研 究年份的城市擴張規模，并輸出模擬情景；

步驟S6:結合城市擴張規模預測，設定生態系統服務價值提升的城市擴張約束 條件，并結合MCR最小累計阻力模型，得到生態系統服務價值最優化下的城市 擴張模擬情景

進一步的，所述步驟S1具體為:

步驟S11:結合遙感影像圖提取與城市擴張相關的空間影響因素，根據指標參數特征劃分屬性區間；

步驟S12:對空間影響因素進行矢量化，繪制空間矢量數據集，構建城市擴張阻 力指標體系。

進一步的，所述步驟S2具體為:

步驟S21:根據土地利用現狀圖進行土地利用變化分析，構建土地利用轉移矩 陣；