[發明專利]一種基于CA模型的增量遞減的城鎮開發邊界劃定方法

有效

• 申請號: 202110234636.2
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113011720B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 熊國平;陳冰紅;李鵬程
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06Q30/02;G06F16/21
• 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: 張明利

本發明公開一種基于CA模型的增量遞減的城鎮開發邊界劃定方法，包括基礎數據的采集和數據庫的構建、基于CA模型的城鎮增量遞減模擬、城鎮開發邊界智能化生成和城鎮開發邊界應用，實現國土空間規劃背景及城鎮發展由外延擴張向增量遞減轉變要求下，城鎮開發邊界劃定成果的科學性及時效性。本發明通過開源數據及CA模型算法，最終完成城鎮開發邊界的劃定，節省了大量的人力物力，實現規劃全過程的高效、透明與穩定；本發明進行了模型精度的檢驗與修正，實現模擬的可靠性；本發明使用的數據均來自開源平臺爬取的現實中的城區數據，反映土地真實的使用情況，其算法模型可根據城市的地方需求對計算細節進行適當調整，實現廣泛的適用性。

技術領域

本發明涉及城市規劃領域，具體是一種基于CA模型的增量遞減的城鎮開發邊界劃定方法。

背景技術

現實情況中，往往存在城鎮空間發展模擬與空間格局優化相互矛盾的問題，城鎮空間的發展模擬也應逐漸向“增量遞減”進行轉變。因此，迫切需要將城鎮空間模擬與生態、農業等各類空間格局優化進行協同整合，使得城鎮開發邊界的劃定既能滿足城鎮發展的生態、農業底線要求，又可適應城鎮向品質提升的轉變。

現有的城鎮開發邊界劃定方法主要包括增長驅動法、生態約束法和綜合模型法。增長驅動法即通過構建城市發展模型來模擬城市未來增長形態，進而劃定城市開發邊界，適用于快速增長的城市，主要技術包括元胞自動機模型(Cellular Automaton,CA)、人工神經網絡模型(Artificial Neural Network,ANN)等；生態約束法即通過構建生態適宜性評價指標體系，進而劃定城鎮開發邊界，適用于緩慢增長或有環境容量限制的城市，主要技術包括生態敏感性評價等；綜合模型法即將上述兩種方法進行結合，適用于穩定增長的城市。

但上述方法均缺少對于生態保護紅線及基本農田等底線要求的考慮，也尚未體現目前城鎮向增量遞減模式發展的趨勢，存在成果的時效性不足、缺乏底線約束的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于CA模型的增量遞減的城鎮開發邊界劃定方法，使城鎮開發邊界的劃定既能滿足國土空間背景下的生態、農業底線要求，又可適應城鎮發展向增量遞減的轉變，實現基于開源數據庫及計算機算法的增量遞減式的城鎮開發邊界劃定模型，最終實現更加科學合理的城鎮開發邊界劃定方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于CA模型的增量遞減的城鎮開發邊界劃定方法，城鎮開發邊界劃定方法包括如下步驟：

S1、基礎數據的采集和多因子數據庫的構建；

S1.1、在開源數據平臺采集某城市的多源數據，包括不同年份的遙感信息數據、生態保護紅線及永久基本農田數據與城鎮用地擴展影響因子；

S1.2、數據的空間校正

將S1.1中采集的數據導入至地理信息平臺中，利用空間校正工具，進行坐標與高程匹配，并統一數據格式；

S1.3、土地利用類型分類

在地理信息平臺中，運用最大似然法分類的影像分類方法，依據三調分類標準，將城市土地利用類型分為耕地、園地、林地、草地、建設用地、水域及水利設施用地以及其他土地，共七種類型；

S1.4、單因子處理

針對城鎮用地擴展影響因子，計算市域內每個象元到各因子的歐氏距離，為消除量綱影響，運用柵格計算器進行歸一化處理，使得各個變量因子的取值范圍為0～1；

S1.5、基礎數據庫生成

在地理信息平臺中整合各種數據，統一數據格式，形成完整的城鎮開發邊界劃定數據庫；

S2、基于CA模型的城鎮增量遞減模擬；

S3、增量遞減模式下的城鎮開發邊界智能化生成；