[发明专利]一种智能交互式的生态控制线划定方法及装置

说明书

本发明公开了一种智能交互式的生态控制线划定方法及装置，所述方法包括：选定研究区域，并对所述研究区域的关键要素进行生态适宜性分析，得到所述关键要素的空间数据并根据所述空间数据生成生态适宜性分析结果；采用GIS空间分析法，识别所述研究区域的预设保护区域，并根据所述预设保护区域，生成初步生态控制线方案；基于预先构建的空间优化模型，根据所述生态适宜性分析结果和初步生态控制线方案，采用智能优化算法对所述研究区域进行生态控制线划定，得到所述研究区域的最终生态控制线方案。本发明能够客观地进行生态控制线划定，同时考虑生态适宜性和格局紧凑度，并且能够合理有效地将生态控制线方案与已有生态环境规划成果进行衔接和协调。

技术领域

本发明涉及生态保护技术领域，尤其涉及一种智能交互式的生态控制线划定方法及装置。

背景技术

生态控制线指为了保障区域生态安全，维护生态系统的完整性、科学性和连续性，遏制城市用地的无序扩张，在尊重合理环境承载力和自然生态系统的前提下，根据有关法规、法律，结合区域自身实际情况而划分的生态环境保护界线。生态控制线在区域可持续发展、生态环境管理以及资源保护等方面起到极其关键的作用。但是生态控制线仍然属于新兴事物，其划定标准、划定方法和管理制度等至今都没有明确统一的规定。

现有的生态控制线划定方法主要可以分为两大类型。

第一类方法，在现实的生态环境规划工作中较为常见，即通过结合常规GIS空间分析方法、生态适宜性分析以及人工综合制图等技术进行划定。首先将研究区域内的禁止开发区、生态脆弱区、生态敏感区等已有规划成果进行空间叠置分析；然后进行生态适宜性分析，并将适宜性值高的地方也划入生态控制线范围内，直到满足面积需求为止；最后由人工对图斑进行加工处理，逐一剔除细小独立的斑块等。例如，Geneletti和van Duren利用GIS空间分析、多目标和多准则评估法划分了意大利马蒂诺生态保护区，他们首先评估研究区各个均质单元的生态适宜性，然后根据适宜性数值的高低顺序进行自然保护区划分。Tulloch等人结合GIS和多准则评估法实现了美国亨特顿地区农用地保护区的划分，他们通过评估研究区农用地块的土壤状况、地块面积以及邻域土地利用等相关因素，以此确定各农用地块的保护优先度。喻本德等人通过综合3S技术和生态野外实地勘测，对深圳市大鹏新区的生态系统、海洋资源、物种资源及其分布进行了详细摸底，并以此为基础划分了生态保护线分级方案。燕守广等人利用遥感数据和GIS技术对江苏省的生态环境资源状况作出评估，并以此为基础在全省范围内划定了一级严格管控区和二级生态保护管控区，每一级又细分为十五类生态保护线区域。

第二类方法，则是单纯利用各种多目标智能优化算法自动生成生态控制线方案，也就是将生态控制线划分视为土地利用面状空间优化问题来处理。首先同样需要对研究区域进行生态适宜性分析，然后利用智能算法自动权衡搜索得出近似最优的生态控制线划定方案。例如，Li等人利用蚁群算法进行广州市的生态控制线划分研究，他们对常规蚁群算法的邻域搜索策略以及信息更新机制进行了部分改进，使其更适合用于解决面状空间优化问题，实验结果表明新方法的优化效果比常规GIS空间分析方法的要好。陈明辉等人则提出采用离散粒子群算法来自动生成广东省东莞市的生态控制线方案，与上一研究类似，他们也对常规粒子群算法进行了部分改进以便用于处理面状空间优化问题，研究发现新算法能取得最好的优化效果。而Shao等人采用新兴的人工蜂群算法划分了海南省三亚市的自然生态保护区，并对各种常用智能算法的优化效果进行了对比分析。Liu等人则利用人工免疫系统模型进行广州市的基本农田保护区划分，对比结果发现该模型的优化效果比GIS空间分析方法要好。

但是，上述现有的生态控制线划定方法仍存在明显的缺陷。