[发明专利]一种基于开源空间数据库PostGIS计算用地均质度方法

说明书

本发明提供了一种基于开源空间数据库PostGIS计算用地均质度方法，该方法包括：将现状用地导入PostGIS数据库，对转入现状用地进行二维处理和有效检查；以地块外接凸多边形创建正方形网格；将网格要素层与现状用地进行空间叠加生成叠加多边形；叠加后多边形具有网格多边形的标识码和面积，以及地块用地性质；计算每个网格中面积占优的用地类型，得到各网格中主导用地类型；计算每个网格均质度值，得到各网格单元的均质度。相较以往基于多个软件相结合计算地块均质度，本发明计算过程基于PostgreSQL及其空间扩展模块PostGIS单一平台，减少不同软件之间数据调用时间，极大提升运算效率，相较常规操作速度提升10倍以上，能高效快速地进行城市用地的均质度定量计算。

技术领域

本发明涉及一种基于开源空间数据库PostGIS的用地均质度计算方法，属于城市规划技术领域。

背景技术

背景技术涉及到两个方面内容，分别为均质度计算过程、基于开源空间数据库PostGIS的用地均质度计算方法。

均质性是指城市地域在职能分化中表现出来的一种保持等质、排斥质的特性。由于这种均质性的影响，城市地域内会出现许多均质地域，各自承担差别明显的功能，即功能区。

一个良好的城市结构，其土地分异应处于混沌与有序之间：既有功能分区，又不绝然分异，每一个功能区都有一种主导职能，在每一个功能区中又能找到其他相关的用地职能。由于均质性是城市空间功能最重要的特征之一，目前已经广泛应用于城市规划的多个方向：

1.可以为城市规划设计提供基于地块的定量分析手段和指标；

2.计算得到的地块均质度数值指标能够在不同地块间进行类比分析；

3.为旧城区确定改造方向提供理论依据——提高主导职能的地块开发强度。

均质度的计算公式如下：

D＝λ(1－H)

式中，D为均质度；λ为系数；H为信息论中的熵。

熵是信息论中度量随机事件在某项实验中的不确定程度概念，计算公式如下:

式中，H(X)表示随机变量X的熵；P_i为X取X_i的概率。熵值越大,不确定性越大；熵值越小,不确定性越小。

例：城市中有两块地块：地块Ⅰ内65％是居住用地，15％是商业用地，20％是工业用地；

地块Ⅱ内40％是工业用地，60％是居住用地。

可以用信息熵(X)来比较两地块的混乱程度：

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，表明地块Ⅰ混乱程度高，其均质程度差，均质度低。

因此可以依据下面公式计算单个地块的均质程度：

在计算城市现状地块的土地利用均质度时，对上述公式做出如下变换，令:

W_i表示均质地域范围内第i种土地利用类型的占地面积，n为该地域范围具有的土地利用类型，P_i表示第i种土地利用类型占该地域总面积的比例。

计算现状土地利用功能的均质度公式为：