[发明专利]一种基于乡村聚落空间形态模型的构建方法

说明书

本发明提供一种基于乡村聚落空间形态模型的构建方法，包括步骤1.定量识别乡村聚落规模、密度和形状空间形态特征；步骤2.利用自然断点法将规模和密度分为三类；步骤3.形状特征分为规则和不规则两类；步骤4.利用组合矩阵法将空间形态特征进行组合。本发明集成模型可以有效识别乡村聚落的空间形态，在连续数据支持下可以动态观测乡村聚落的空间演变态势，为农村土地整理、乡村规划提供重要支撑。

技术领域

本发明属于建模技术领域，尤其涉及一种基于乡村聚落空间形态模型的构建方法。

背景技术

随着城镇化和工业化的快速推进，社会经济发展取得了历史性成就。城镇化率在短时期内快速提升，据最新数据显示，2019年人口城镇化率首次超过60％，初步完成了从乡村社会到城市社会的转型，进入城市社会时代。但是，有专家学者认为城镇化进程中出现了土地扩张快于人口增长的“冒进式倾向”，制约着经济发展与城乡发展的转型，并且这种大规模的持续开发建设活动促使人与自然之间、城市与乡村以及城镇、农业、生态之间出现不可协调的矛盾，衍生出城镇用地无序扩张、农村“空心化”、宅基地闲置等一系列问题，与国土资源集约利用理念相悖。另外，农村用地布局和建设缺乏有效的管理和约束，农村居民点空间分布长期处于农民自发选择的状态，致使农村居民点无序扩张，“一户多宅”、“建新不拆旧”、布局散乱等现象十分常见。为此，乡村聚落空间是农村人地关系的核心表现，是农村居民生产生活的重要空间载体，更是乡村振兴的重要抓手。从定量的角度对乡村聚落空间形态进行识别就显得尤为重要。目前，关于乡村聚落空间形态的识别多利用数理统计学方法，如形状指数、分维数、斑块密度、平均最邻近指数等方法测度乡村聚落空间形态。

目前，利用数理统计方法应用于乡村聚落空间形态识别上的较多，且比较成熟，但也存在明显的不足：

(1)多侧重于单一方法识别乡村聚落某一方面空间形态特征。

(2)乡村聚落具有空间上的尺度效应，应从“点-线-面”等不同维度对其进行识别并划分乡村聚落不同组合特征。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于乡村聚落空间形态模型的构建方法。利用核密度估计、景观形状指数等方法集成模型识别乡村聚落空间形态并利用组合矩阵方法划分形态组合特征。

本发明采用如下技术方案：

一种基于乡村聚落空间形态模型的构建方法，包括：

步骤1.定量识别乡村聚落规模、密度和形状空间形态特征；

步骤2.利用自然断点法将规模和密度分为三类；

步骤3.形状特征分为规则和不规则两类；

步骤4.利用组合矩阵法将空间形态特征进行组合。

进一步的，步骤1具体包括：(1)利用核密度估计法、(2)景观格局指数法、(3)空间叠加分析法。

进一步的，(1)利用核密度估计法，是根据输入的要素数据集计算整个区域的数据聚集状况，从而产生一个连续的密度表面，核密度估计值反映乡村聚落空间分布密度值和空间结构特征，计算公式如下：

式中，f(x，y)为位于(x，y)位置的密度估计；n为观测数量；h为带宽；k为核函数；d_i为(x，y)位置距第i个观测位置的距离。

进一步的，(2)景观格局指数法，景观格局指数指能够高度浓缩景观格局信息，反映景观结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标，选取景观形状指数来表征研究区农村居民点空间形态，计算公式如下：