[發(fā)明專利]空間規(guī)劃情景模擬方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010885163.8
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112035584A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林文棋;陳會宴;李紹輝;張久君;王浩;孫小明;褚嶠;張險峰;余婷;楊欽宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F30/27
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 葛凡

本發(fā)明提供一種空間規(guī)劃情景模擬方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：S1、對待模擬預(yù)測區(qū)域的建設(shè)用地數(shù)據(jù)預(yù)處理；S2、確定建設(shè)用地擴(kuò)張的影響因子，對影響因子進(jìn)行歸類；S3、對確定的影響因子進(jìn)行空間量化處理；S4、構(gòu)建訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集，用于對多種模型進(jìn)行模擬模型的訓(xùn)練學(xué)習(xí)；S5、訓(xùn)練結(jié)果比較評估；S6、未來用地規(guī)模預(yù)測，用于得到預(yù)測目標(biāo)年建設(shè)用地的總增長規(guī)模；S7、得到未來不同情景下的建設(shè)用地擴(kuò)張模擬結(jié)果。與方法相應(yīng)的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、參數(shù)設(shè)定模塊、用地規(guī)模預(yù)測模塊以及結(jié)果生成模塊。本發(fā)明能有能全面考慮影響因素，避免模擬偏差，對建設(shè)用地擴(kuò)張預(yù)測更準(zhǔn)確，為城市建設(shè)提供支撐；同時降低規(guī)劃工作者工作強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地理信息模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間規(guī)劃情景模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的空間規(guī)劃工作由于數(shù)據(jù)信息的限制、人腦有限的信息處理效率而止步于經(jīng)驗型、局限型的空間規(guī)劃情景分析。這種簡單的情景分析與真實世界中多因素復(fù)雜作用下的空間發(fā)展仍有一定差距。

信息技術(shù)的發(fā)展，拉開了人類進(jìn)入空間時代與信息社會的序幕。空間規(guī)劃工作者開始將空間計量模型應(yīng)用于城市發(fā)展研究中。其中，系統(tǒng)動力學(xué)模型由于具備“自下而上”以及仿真功能的特點，被廣泛地應(yīng)用到城市空間動態(tài)演化的模擬研究。

隨著對城市微觀層面的不斷深入研究，研究者們開始探索“自下而上”的建模思想，并催生地理空間/城市空間模擬的智能化模型，其中最常用為元胞自動機(jī)模型(CelluarAutomata,簡稱CA)。CA是一種強(qiáng)有力的空間動態(tài)模擬技術(shù)，可以有效地模擬出復(fù)雜的城市系統(tǒng)的動態(tài)演變過程。一般的CA主要用于模擬真實城市的變化過程，即根據(jù)以往發(fā)展趨勢來模擬將來的變化，屬于基準(zhǔn)發(fā)展(Base-line Development)模型。而運(yùn)用約束性CA的最大特點就是考慮了各種主要限制性條件對城市用地開發(fā)的影響，引進(jìn)環(huán)境、城市形態(tài)和發(fā)展密度等可持續(xù)發(fā)展因素，以及各種約束性條件和規(guī)劃目標(biāo)準(zhǔn)則，通過調(diào)整各種控制參數(shù)，來控制不同情景下的模擬結(jié)果。所達(dá)到的結(jié)果就不僅是根據(jù)過去預(yù)測未來，而是根據(jù)不同規(guī)劃目標(biāo)的要求而模擬不同的城市發(fā)展模式，供規(guī)劃工作者選擇。因此，CA具有很強(qiáng)的靈活性和可操作性，可以作為一種啟發(fā)式的空間規(guī)劃工具，為規(guī)劃工作者進(jìn)行城市理論驗證和探索提供方便，并將極大提升城市規(guī)劃決策的可靠性與科學(xué)性。

目前CA也在發(fā)展之中，還存在若干缺點，例如在確定模型的結(jié)構(gòu)、模型所用的變量，模型的參數(shù)值以及未來的情景預(yù)測方面還有許多不確定性。雖然其技術(shù)路線相對較為成熟，但是在城市規(guī)劃的應(yīng)用過程中仍因為存在技術(shù)門檻而應(yīng)用有限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種空間規(guī)劃情景模擬方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的一方面提供一種空間規(guī)劃情景模擬方法，所述方法包括以下步驟：

S1、對待模擬預(yù)測區(qū)域的建設(shè)用地數(shù)據(jù)預(yù)處理；

S2、確定建設(shè)用地擴(kuò)張的影響因子，對所述影響因子進(jìn)行歸類；

將建設(shè)用地擴(kuò)張的影響因子歸納為禁止建設(shè)類影響因子、限制建設(shè)類影響因子、適宜建設(shè)類影響因子和特殊類影響因子；其中禁止建設(shè)類影響因子是指建設(shè)用地擴(kuò)張過程中不允許占用的因素，限制建設(shè)類影響因子是指對建設(shè)用地擴(kuò)張有限制力的因素，適宜建設(shè)類影響因子是指對建設(shè)用地擴(kuò)張有積極驅(qū)動作用的因素，特殊類影響因子是指是一些受政策影響的因素；

S3、對確定的影響因子進(jìn)行空間量化處理；

分別對步驟S2中確定的禁止建設(shè)類影響因子、限制建設(shè)類影響因子、適宜建設(shè)類影響因子和特殊類影響因子在空間上的影響范圍進(jìn)行界定，并進(jìn)行分級標(biāo)準(zhǔn)化賦值，以衡量影響因子對建設(shè)用地擴(kuò)張影響的空間差異性；

S4、構(gòu)建訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集，用于對多種模型進(jìn)行模擬模型的訓(xùn)練學(xué)習(xí)；

S5、訓(xùn)練結(jié)果比較評估；