[發明專利]一種基于開源空間數據庫PostGIS計算用地均質度方法

在審

• 申請號: 202011595496.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112487131A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 胡明星;吳曉;汪徽
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/56;G06F16/242;G06Q50/26
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明提供了一種基于開源空間數據庫PostGIS計算用地均質度方法，該方法包括：將現狀用地導入PostGIS數據庫，對轉入現狀用地進行二維處理和有效檢查；以地塊外接凸多邊形創建正方形網格；將網格要素層與現狀用地進行空間疊加生成疊加多邊形；疊加后多邊形具有網格多邊形的標識碼和面積，以及地塊用地性質；計算每個網格中面積占優的用地類型，得到各網格中主導用地類型；計算每個網格均質度值，得到各網格單元的均質度。相較以往基于多個軟件相結合計算地塊均質度，本發明計算過程基于PostgreSQL及其空間擴展模塊PostGIS單一平臺，減少不同軟件之間數據調用時間，極大提升運算效率，相較常規操作速度提升10倍以上，能高效快速地進行城市用地的均質度定量計算。

技術領域

本發明涉及一種基于開源空間數據庫PostGIS的用地均質度計算方法，屬于城市規劃技術領域。

背景技術

背景技術涉及到兩個方面內容，分別為均質度計算過程、基于開源空間數據庫PostGIS的用地均質度計算方法。

均質性是指城市地域在職能分化中表現出來的一種保持等質、排斥質的特性。由于這種均質性的影響，城市地域內會出現許多均質地域，各自承擔差別明顯的功能，即功能區。

一個良好的城市結構，其土地分異應處于混沌與有序之間：既有功能分區，又不絕然分異，每一個功能區都有一種主導職能，在每一個功能區中又能找到其他相關的用地職能。由于均質性是城市空間功能最重要的特征之一，目前已經廣泛應用于城市規劃的多個方向：

1.可以為城市規劃設計提供基于地塊的定量分析手段和指標；

2.計算得到的地塊均質度數值指標能夠在不同地塊間進行類比分析；

3.為舊城區確定改造方向提供理論依據——提高主導職能的地塊開發強度。

均質度的計算公式如下：

D＝λ(1－H)

式中，D為均質度；λ為系數；H為信息論中的熵。

熵是信息論中度量隨機事件在某項實驗中的不確定程度概念，計算公式如下:

式中，H(X)表示隨機變量X的熵；P_i為X取X_i的概率。熵值越大,不確定性越大；熵值越小,不確定性越小。

例：城市中有兩塊地塊：地塊Ⅰ內65％是居住用地，15％是商業用地，20％是工業用地；

地塊Ⅱ內40％是工業用地，60％是居住用地。

可以用信息熵(X)來比較兩地塊的混亂程度：

H(Ⅰ)＝-0.65lg0.65-0.15lg0.15-0.20lg0.20≈0.385

H(Ⅱ)＝-0.40log0.40-0.60log0.60≈0.292

H(Ⅰ)＞H(Ⅱ)

熵值越高，表明地塊Ⅰ混亂程度高，其均質程度差，均質度低。

因此可以依據下面公式計算單個地塊的均質程度：

在計算城市現狀地塊的土地利用均質度時，對上述公式做出如下變換，令:

W_i表示均質地域范圍內第i種土地利用類型的占地面積，n為該地域范圍具有的土地利用類型，P_i表示第i種土地利用類型占該地域總面積的比例。

計算現狀土地利用功能的均質度公式為：