基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法和装置与流程

1.本技术涉及城市生态规划和建设技术领域，特别是涉及一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法和装置。


背景技术：

2.目前，城镇化进程的加快不断破坏生物栖息环境，加剧生物栖息地的景观破碎化。随着中国的城市化进程进入新的历史时期，如何在土地资源稀缺地区，加强生态空间合理的保护和利用，满足城市市民的多元生态和人文需求，实现城市的韧性可持续发展也成为新的挑战。由此城市生态廊道应运而生。
3.城市生态廊道主要是指城市化区域内，由绿地、林地、草地、湿地、水域、园地、耕地等及生态功能显著的其他用地空间组成，具有一定宽度和连通性的带状或线状生态空间集合。城市生态廊道不仅能够为城市中的野生动植物提供栖息生境和迁徙通道，同时还能发挥涵养水源、调节小气候、滞纳污染物等生态功能，并为城市居民提供优质且连续的休闲游憩空间。因此，亟需一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法和装置。
5.第一方面，提供了一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法，所述方法包括：
6.获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积；
7.根据各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各所述景观单元对应的适宜度；
8.根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道；
9.根据各所述景观单元对应的适宜度和所述候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。
10.作为一种可选地实施方式，所述适宜性评价体系包括影响因子和所述影响因子对应的权重，每个影响因子包括指标因子和所述指标因子对应的权重，每个指标因子包括指标因子分级与适宜度的对应关系；所述根据各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各所述景观单元对应的适宜度，包括：
11.针对各所述景观单元中的每个景观单元，根据该景观单元对应的城市地理信息和每个指标因子包括的指标因子分级与适宜度的对应关系，查询该景观单元在每个指标因子中对应的适宜度；
12.针对每个影响因子，根据该影响因子包含的每个指标因子对应的权重和该景观单
元在该影响因子包含的每个指标因子中对应的适宜度，确定该景观单元在该影响因子中的适宜度；
13.根据每个影响因子对应的权重和该景观单元在该影响因子中的适宜度，确定该景观单元对应的适宜度。
14.作为一种可选地实施方式，所述景观单元对应的城市地理信息至少包括人口密度、距居民点距离、距集建区边界距离、地面坡度、距水体距离、土地利用类型、植被覆盖度、距大型生境斑块距离和距一、二类生态红线距离中的一项或多项；
15.所述影响因子至少包括人类影响因子、物理影响因子和生物影响因子中的一项或多项，所述人类影响因子至少包括人口密度指标因子、距居民点距离指标因子和距集建区边界距离指标因子中的一项或多项，所述物理影响因子至少包括地面坡度指标因子、距水体距离指标因子和土地利用类型指标因子中的一项或多项，所述生物影响因子至少包括植被覆盖度指标因子、距大型生境斑块距离指标因子和距一、二类生态红线距离指标因子中的一项或多项。
16.作为一种可选地实施方式，所述根据各所述景观单元对应的适宜度和所述候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道，包括：
17.根据各所述景观单元对应的适宜度，在所述候选城市生态廊道经过的景观单元中，确定适宜度为目标适宜度的景观单元的数目与经过的景观单元的总数目的比值；
18.如果所述比值大于或等于预设比值阈值，则将所述候选城市生态廊道，确定为目标城市生态廊道。
19.作为一种可选地实施方式，所述根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道，包括：
20.在各所述景观斑块中，将土地利用类型为目标土地利用类型，且斑块面积大于或等于预设的第一斑块面积阈值的景观斑块，确定为候选生态源地；
21.根据预设的连接度算法，确定所述候选生态源地对应的连接度重要性指数，并将连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值，且斑块面积大于或等于预设的第二斑块面积阈值的候选生态源地，确定为目标生态源地；
22.根据各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的阻力面评价体系，确定各所述景观单元对应的阻力值；
23.基于各所述景观单元对应的阻力值，根据预设的最小累积阻力模型，确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道；
24.根据预设的重力模型，确定所述城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力，并将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。
25.作为一种可选地实施方式，所述连接度算法对应的公式为：
[0026][0027]
其中，dpc
i
表示第i个候选生态源地对应的连接度重要性指数，pc表示所有候选生
态源地对应的连接度重要性指数，pc
remove,i
表示除去第i个候选生态源地后所有其他候选生态源地对应的连接度重要性指数，i表示第i个候选生态源地，j表示第j个候选生态源地，n表示候选生态源地的总数目，a表示所述待规划城市区域的总面积，a
i
表示第i个候选生态源地对应的斑块面积，a
j
表示第j个候选生态源地对应的斑块面积，p
*ij
表示物种在第i个候选生态源地与第j个候选生态源地之间扩散的最大可能性。
[0028]
作为一种可选地实施方式，所述阻力面评价体系包括阻力因子和阻力因子的权重，每个阻力因子包括阻力因子分级与阻力值的对应关系，所述阻力因子包括土地利用类型和距集建区边界距离。
[0029]
作为一种可选地实施方式，所述最小累积阻力模型mcr为：
[0030][0031]
其中，i表示第i个景观单元，j表示第j个目标生态源地，m表示景观单元的总数目，n表示目标生态源地的总数目，d
ij
表示第j个目标生态源地与第i个景观单元之间的空间距离，r
i
表示第i个景观单元对应的阻力值，f表示最小累积阻力与生态过程的正相关关系。
[0032]
作为一种可选地实施方式，所述重力模型对应的公式为：
[0033][0034]
其中，g
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的相互作用力，n
i
表示第i个目标生态源地的权重值，n
j
表示第j个目标生态源地的权重值，d
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的城市生态廊道的标准阻力值，p
i
表示第i个目标生态源地的阻力值，p
j
表示第j个目标生态源地的阻力值，s
i
表示第i个目标生态源地的斑块面积，s
j
表示第j个目标生态源地的斑块面积，l
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的城市生态廊道的累积阻力值，l
max
表示各城市生态廊道中的最大累积阻力值。
[0035]
第二方面，提供了一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建装置，所述装置包括：
[0036]
获取模块，用于获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积；
[0037]
第一确定模块，用于根据各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各所述景观单元对应的适宜度；
[0038]
第二确定模块，用于根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道；
[0039]
第三确定模块，用于根据各所述景观单元对应的适宜度和所述候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。
[0040]
作为一种可选地实施方式，所述适宜性评价体系包括影响因子和所述影响因子对
应的权重，每个影响因子包括指标因子和所述指标因子对应的权重，每个指标因子包括指标因子分级与适宜度的对应关系；所述第一确定模块，具体用于：
[0041]
针对各所述景观单元中的每个景观单元，根据该景观单元对应的城市地理信息和每个指标因子包括的指标因子分级与适宜度的对应关系，查询该景观单元在每个指标因子中对应的适宜度；
[0042]
针对每个影响因子，根据该影响因子包含的每个指标因子对应的权重和该景观单元在该影响因子包含的每个指标因子中对应的适宜度，确定该景观单元在该影响因子中的适宜度；
[0043]
根据每个影响因子对应的权重和该景观单元在该影响因子中的适宜度，确定该景观单元对应的适宜度。
[0044]
作为一种可选地实施方式，所述景观单元对应的城市地理信息至少包括人口密度、距居民点距离、距集建区边界距离、地面坡度、距水体距离、土地利用类型、植被覆盖度、距大型生境斑块距离和距一、二类生态红线距离中的一项或多项；
[0045]
所述影响因子至少包括人类影响因子、物理影响因子和生物影响因子中的一项或多项，所述人类影响因子至少包括人口密度指标因子、距居民点距离指标因子和距集建区边界距离指标因子中的一项或多项，所述物理影响因子至少包括地面坡度指标因子、距水体距离指标因子和土地利用类型指标因子中的一项或多项，所述生物影响因子至少包括植被覆盖度指标因子、距大型生境斑块距离指标因子和距一、二类生态红线距离指标因子中的一项或多项。
[0046]
作为一种可选地实施方式，所述第三确定模块，具体用于：
[0047]
根据各所述景观单元对应的适宜度，在所述候选城市生态廊道经过的景观单元中，确定适宜度为目标适宜度的景观单元的数目与经过的景观单元的总数目的比值；
[0048]
如果所述比值大于或等于预设比值阈值，则将所述候选城市生态廊道，确定为目标城市生态廊道。
[0049]
作为一种可选地实施方式，所述第二确定模块，具体用于：
[0050]
在各所述景观斑块中，将土地利用类型为目标土地利用类型，且斑块面积大于或等于预设的第一斑块面积阈值的景观斑块，确定为候选生态源地；
[0051]
根据预设的连接度算法，确定所述候选生态源地对应的连接度重要性指数，并将连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值，且斑块面积大于或等于预设的第二斑块面积阈值的候选生态源地，确定为目标生态源地；
[0052]
根据各所述景观单元对应的城市地理信息和预设的阻力面评价体系，确定各所述景观单元对应的阻力值；
[0053]
基于各所述景观单元对应的阻力值，根据预设的最小累积阻力模型，确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道；
[0054]
根据预设的重力模型，确定所述城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力，并将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。
[0055]
作为一种可选地实施方式，所述阻力面评价体系包括阻力因子和阻力因子的权重，每个阻力因子包括阻力因子分级与阻力值的对应关系，所述阻力因子包括土地利用类
型和距集建区边界距离。
[0056]
第三方面，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的方法步骤。
[0057]
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法步骤。
[0058]
本技术提供了一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法和装置。该方法包括：计算机设备获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积。然后，计算机设备根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度，根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道。最后，计算机设备根据各景观单元对应的适宜度和候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。这样，实现基于适宜度和连接度的城市生态廊道的构建。
附图说明
[0059]
图1为本技术实施例提供的一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法的流程图；
[0060]
图2为本技术实施例提供的一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法的流程图；
[0061]
图3为本技术实施例提供的一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法的流程图；
[0062]
图4为本技术实施例提供的上海市奉贤区城市生态廊道人类影响因子适宜度分布图；
[0063]
图5为本技术实施例提供的上海市奉贤区城市生态廊道物理影响因子适宜度分布图；
[0064]
图6为本技术实施例提供的上海市奉贤区城市生态廊道生物影响因子适宜度分布图；
[0065]
图7为本技术实施例提供的上海市奉贤区城市生态廊道适宜度分布图；
[0066]
图8为本技术实施例提供的上海市奉贤区城市生态廊道分布图；
[0067]
图9为本技术实施例提供的上海奉贤区候选城市生态廊道分布图；
[0068]
图10为本技术实施例提供的上海奉贤区目标城市生态廊道分布图；
[0069]
图11为本技术实施例提供的一种装置的结构示意图；
[0070]
图12为本技术实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0071]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0072]
下面将结合具体实施方式，对本技术实施例提供的一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法进行详细的说明，如图1所示，具体步骤如下：
[0073]
步骤101，获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积。
[0074]
在实施中，在进行城市生态廊道的规划前，技术人员可以收集和准备待规划城市区域的土地利用数据、社会经济信息、自然地理信息、城市总体规划、城市功能分区、生态红线和生物多样性重点保护区域分布图、水土环境质量等图层数据，并开展植被覆盖度和植被指数图、生境破碎化分布图等相关图层数据的遥感判读，建立城市地理信息数据库。然后，当进行城市生态廊道的规划时，计算机设备可以从城市地理信息数据库中获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积。
[0075]
步骤102，根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度。
[0076]
在实施中，在进行城市生态廊道的构建前，技术人员还可以建立适宜性评价体系。其中，适宜性评价体系后续会进行详细介绍，此处不再赘述。计算机设备获取到各景观单元对应的城市地理信息后，可以进一步根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度。其中，计算机设备根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度的处理过程后续会详细介绍，此处不再赘述。
[0077]
步骤103，根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道。
[0078]
在实施中，计算机设备可以根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道，具体处理过程后续会进行详细介绍，此处不再赘述。
[0079]
步骤104，根据各景观单元对应的适宜度和候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。
[0080]
在实施中，计算机设备得到候选城市生态廊道后，可以根据各景观单元对应的适宜度和候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。其中，计算机设备确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道可以是多种多样的，本技术实施例提供了一种可行的实施方式，具体处理过程为计算机设备根据各景观单元对应的适宜度，在候选城市生态廊道经过的景观单元中，确定适宜度为目标适宜度的景观单元的数目与经过的景观单元的总数目的比值；如果比值大于或等于预设比值阈值，则将候选城市生态廊道，确定为目标城市生态廊道。
[0081]
作为一种可选的实施方式，适宜性评价体系包括影响因子和影响因子对应的权重，每个影响因子包括指标因子和指标因子对应的权重，每个指标因子包括指标因子分级与适宜度的对应关系。如图2所示，计算机设备根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度的处理过程如下：
[0082]
步骤201，针对各景观单元中的每个景观单元，根据该景观单元对应的城市地理信
息和每个指标因子包括的指标因子分级与适宜度的对应关系，查询该景观单元在每个指标因子中对应的适宜度。
[0083]
步骤202，针对每个影响因子，根据该影响因子包含的每个指标因子对应的权重和该景观单元在该影响因子包含的每个指标因子中对应的适宜度，确定该景观单元在该影响因子中的适宜度。
[0084]
步骤203，根据每个影响因子对应的权重和该景观单元在该影响因子中的适宜度，确定该景观单元对应的适宜度。
[0085]
在实施中，基于适宜性评价体系，计算机设备可以根据各景观单元对应的城市地理信息，针对各景观单元中的每个景观单元，根据该景观单元对应的城市地理信息和每个指标因子包括的指标因子分级与适宜度的对应关系，查询该景观单元在每个指标因子中对应的适宜度。然后，针对每个影响因子，计算机设备根据该影响因子包含的每个指标因子对应的权重和该景观单元在该影响因子包含的每个指标因子中对应的适宜度，确定该景观单元在该影响因子中的适宜度。之后，计算机根据每个影响因子对应的权重和该景观单元在该影响因子中的适宜度，确定该景观单元对应的适宜度。
[0086]
作为一种可选的实施方式，景观单元对应的城市地理信息至少包括人口密度、距居民点距离、距集建区边界距离、地面坡度、距水体距离、土地利用类型、植被覆盖度、距大型生境斑块距离和距一、二类生态红线距离中的一项或多项。影响因子至少包括人类影响因子、物理影响因子和生物影响因子中的一项或多项，人类影响因子至少包括人口密度指标因子、距居民点距离指标因子和距集建区边界距离指标因子中的一项或多项，物理影响因子至少包括地面坡度指标因子、距水体距离指标因子和土地利用类型指标因子中的一项或多项，生物影响因子至少包括植被覆盖度指标因子、距大型生境斑块距离指标因子和距一、二类生态红线距离指标因子中的一项或多项。
[0087]
在实施中，如表一所示，以科学性、可行性、多元性、针对性、简明性为原则，综合人类影响因子、物理影响因子和生物影响因子三个方面构建适宜性评价体系。其中人类影响因子选取人口密度、距居民点距离和距集建区边界距离3个指标因子；物理影响因子选取地面坡度、距水体距离和土地利用类型3个指标因子；生物影响因子选择植被覆盖度、距大型生态斑块距离和距一、二类生态红线距离3个指标因子。
[0088]
城市生态廊道的适宜度受到城市居民人口数量及其分布区位的影响，一般来说，人类活动对城市生态廊道的适宜性属于负向影响。其中，人口密度越低，适宜度越高。人口密度包括4个指标因子分级：0
‑
500人/km2、500
‑
800人/km2、800
‑
1200人/km2以及1200人/km2，适宜度分别为5、4、3以及1。距居民点距离利用gis(geographic information system，地理信息系统)软件距离工具进行缓冲区分析，距居民点距离越远，适宜度越高。距居民点距离包括3个指标因子分级：100m、400m以及大于400m，适宜度分别为1、3以及5。距集建区边界距离利用gis软件距离工具进行缓冲区分析，距集建区边界距离越远，适宜度越高。距集建区边界距离包括5个指标因子分级：500m、1000m、1500m、2000m以及大于2000m，适宜度分别为1、2、3、4以及5。
[0089]
城市生态廊道的适宜度还受到物理环境的影响。其中，地面坡度越大，适宜度越低。地面坡度包括5个指标因子分级：0
‑
5％、5％
‑
10％、10％
‑
15％、15％
‑
25％以及大于等于25％，适宜度分别为5、4、3、2以及1。距水体距离越远，适宜度越低。距水体距离包括5个指标
因子分级：50m、100m、300m、800m以及大于800m，适宜度分别为5、4、3、2以及1。土地开发利用强度越大，生境质量越差，适宜度越低。土地利用类型包括5个指标因子分级：林地和园地、湿地(水域)、其他未利用地、耕地以及建设用地，适宜度分别为5、4、3、2以及1。
[0090]
城市生态廊道的适宜度还受到生物的影响。其中，植被覆盖度反映的是植被(包括森林、灌丛、草地与农作物)在地面的垂直投影面积与统计区总面积的比值，采用ndvi(normalized difference vegetation index，归一化植被指数)来量化(范围0～1)，覆盖度越高，适宜度越高。植被覆盖度包括5个指标因子分级：0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8以及0.8～1，适宜度分别为1、2、3、4以及5。距大型生境斑块距离利用gis软件距离工具进行缓冲区分析，距大型生境斑块距离越远，适宜度越低。距大型生境斑块距离包括5个指标因子分级：200m、400m、800m、1000m以及大于1000m，适宜度分别为5、4、3、2以及1。距一、二类生态红线距离利用gis软件距离工具采用缓冲区分析，距一、二类生态红线距离越远，适宜度越低。距一、二类生态红线距离越远包括3个指标因子分级：1000m、3000m以及大于3000m，适宜度分别为5、3以及1。
[0091]
表一
[0092][0093]
[0094]
如表二所示，采用层次分析法，结合德尔菲法，确定适宜性评价体系中的影响因子和指标因子的权重。具体操作流程为构造层次结构模型；依据指标因子两两对比的相对重要性判断结果构建判断矩阵；计算得到指标因子的权重；一致性检验。
[0095]
采用层次分析法结合德尔菲法以问卷形式进行调查，邀请了30位本专业的专家、教授、学生依据重要性判断矩阵标度表进行打分，通过分析9个指标因子的相对重要性程度建立适宜性评价体系的影响因子和指标因子判断矩阵，进而通过计算得到不同影响因子和指标因子的权重。
[0096]
表二
[0097][0098]
作为一种可选的实施方式，如图3所示，计算机设备根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道的处理过程如下：
[0099]
步骤301，在各景观斑块中，将土地利用类型为目标土地利用类型，且斑块面积大于或等于预设的第一斑块面积阈值的景观斑块，确定为候选生态源地。
[0100]
在实施中，计算机设备利用待规划城市区域的土地利用数据，提取出所有景观斑块。然后，计算机设备将土地利用类型为目标土地利用类型(比如林地和园地)的景观斑块作为候选景观斑块。之后，计算机设备可以利用gis软件对分布集中的面积较小的候选景观斑块进行聚合处理及图层合并。最后，计算机设备在候选景观斑块中选取斑块面积大于或等于预设的第一斑块面积阈值(比如1hm2)的候选景观斑块，作为候选生态源地。
[0101]
步骤302，根据预设的连接度算法，确定候选生态源地对应的连接度重要性指数，并将连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值，且斑块面积大于或等于预设的第二斑块面积阈值的候选生态源地，确定为目标生态源地。
[0102]
在实施中，生态源地的识别作为构建城市生态廊道的首要环节，其准确性极其重要。高连接度重要性指数的景观斑块能够更高效地实现其生态功能。因此，景观斑块的连接度重要性指数是评估景观斑块重要性程度的关键指标之一。景观斑块的连接度重要性指数越大，该景观斑块对维持待规划城市区域的景观整体连接度水平的贡献度越高，该景观斑块也越重要。景观斑块的连接度重要性指数越小，该景观斑块对维持待规划城市区域的景观整体连接度水平的贡献度越低，该景观斑块也越不重要。连接度重要性指数的计算基于gis软件。其中，conefor inputs.10x插件提取待规划城市区域连接数据，把生成的node文
件和distance文件导入软件conefor2.6中进行景观斑块连通性计算可以得到每一个景观斑块的连接度重要性指数。
[0103]
可选的，连接度算法对应的公式为：
[0104][0105]
其中，dpc
i
表示第i个候选生态源地对应的连接度重要性指数，pc表示所有候选生态源地对应的连接度重要性指数，pc
remove,i
表示除去第i个候选生态源地后所有其他候选生态源地对应的连接度重要性指数，i表示第i个候选生态源地，j表示第j个候选生态源地，n表示候选生态源地的总数目，a表示所述待规划城市区域的总面积，a
i
表示第i个候选生态源地对应的斑块面积，a
j
表示第j个候选生态源地对应的斑块面积，p
*ij
表示物种在第i个候选生态源地与第j个候选生态源地之间扩散的最大可能性。
[0106]
如表三所示，计算机设备选取斑块面积和连接度重要性指数作为目标生态源地的筛选指标，建立生态源地重要性评价体系。然后，基于生态源地重要性评价体系，计算机选取出具有一定面积规模(即斑块面积大于或等于预设的第二斑块面积阈值)，同时对维持待规划城市区域的景观完整性、解决景观破碎化问题、整合区域生态资源，使其发挥最大生态效益具有重要意义(即连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值)的候选生态源地作为目标生态源地。
[0107]
表三
[0108]
重要性dpc≥0.20.2≥dpc≥0.02dpc≤0.02s≥30hm2极重要重要中等重要30hm2≥s≥10hm2重要中等重要一般重要10hm2≥s≥1hm2中等重要一般重要不太重要
[0109]
步骤303，根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的阻力面评价体系，确定各景观单元对应的阻力值。
[0110]
在实施中，在进行城市生态廊道的规划前，技术人员可以建立阻力面评价体系。计算机设备获取到各景观单元对应的城市地理信息后，可以进一步根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的阻力面评价体系，确定各景观单元对应的阻力值。
[0111]
可选的，阻力面评价体系包括阻力因子和阻力因子的权重，每个阻力因子包括阻力因子分级与阻力值的对应关系。其中，阻力因子包括土地利用类型和距集建区边界距离。
[0112]
在实施中，建立阻力面评价体系是规划城市生态廊道的关键环节，不同阻力因子及阻力值的选取对于城市生态廊道的提取过程具有极大影响。如表四所示，本技术实施例根据城市区域的现实情况，选取土地利用类型和距集建区距离这两个阻力因子构建阻力面评价体系。同时，阻力值设定在1
‑
50之间。土地利用类型包括6个阻力因子分级：建设用地(包括其它建设用地、城镇用地、农村居民点用地和工业仓储用地)、交通运输用地、耕地、其他未利用地、湿地(水域)以及林地和园地，阻力值分别为50、40、30、20、10以及1。距集建区距离包括5个阻力因子分级：0
‑
500m、500
‑
1000m、1000
‑
1500m、1500
‑
2000m以及大于等于2000m，阻力值分别为50、40、30、20以及1。
[0113]
表四
[0114][0115][0116]
步骤304，基于各景观单元对应的阻力值，根据预设的最小累积阻力模型，确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道。
[0117]
在实施中，计算机设备得到各景观单元对应的阻力值后，可以根据预设的最小累积阻力模型，确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道。
[0118]
作为一种可选的实施方式，最小累积阻力模型mcr(minimum cumulative resistance)为：
[0119][0120]
其中，i表示第i个景观单元，j表示第j个目标生态源地，m表示景观单元的总数目，n表示目标生态源地的总数目，d
ij
表示第j个目标生态源地与第i个景观单元之间的空间距离，r
i
表示第i个景观单元对应的阻力值，f表示最小累积阻力与生态过程的正相关关系。
[0121]
步骤305，根据预设的重力模型，确定城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力，并将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。
[0122]
在实施中，在进行城市生态廊道规划时，由于初步生成的城市生态廊道相对冗余。因此，需要对城市生态廊道的相对重要程度进行判断。基于上述步骤303和步骤304得到的各目标生态源地的累积阻力值，采用重力模型计算两两目标生态源地之间相互作用力，进而判断城市生态廊道重要性程度。一般而言，两两目标生态源地之间的相互作用力越大，则该城市生态廊道的连接程度越大，物种迁移扩散的可能性越大，该城市生态廊道也越重要。基于此，计算机设备得到城市生态廊道后，可以进一步根据预设的重力模型，确定城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力。可选的，重力模型对应的公式为：
[0123]
[0124]
其中，g
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的相互作用力，n
i
表示第i个目标生态源地的权重值，n
j
表示第j个目标生态源地的权重值，d
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的的城市生态廊道的标准阻力值，p
i
表示第i个目标生态源地的阻力值，p
j
表示第j个目标生态源地的阻力值，s
i
表示第i个目标生态源地的斑块面积，s
j
表示第j个目标生态源地的斑块面积，l
ij
表示第i个目标生态源地与第j个目标生态源地之间的城市生态廊道的累积阻力值，l
max
表示各城市生态廊道中的最大累积阻力值。
[0125]
在实施中，计算机设备确定出城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力之后，可以将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。
[0126]
本技术实施例提供了一种城市生态廊道的规划示例，该示例以上海市奉贤区进行城市生态廊道规划为例进行介绍。上海奉贤区位于上海市南端，杭州湾地区北岸，介于东经121
°
21
′
～121
°
46
′
，北纬30
°
47
′
～31
°
01
′
，是上海市郊区城乡空间的重要组成，属上海市都市发展新区，城市南部片区唯一城市副中心。
[0127]
技术人员收集和准备上海市奉贤区的的土地利用类型矢量数据、林地矢量数据、城市开发边界矢量数据、生态红线矢量数据、数字高程数据(dem数据)、ndvi指数等空间数据；以及森林资源动态监测报告、湿地资源调查报告、环境状况公报、土地利用总体规划(2017
‑
2035)、奉贤区生物多样性保护规划、奉贤区统计年鉴等相关规划、报告和统计数据，建立城市地理信息数据库。
[0128]
计算机设备根据适宜性评价体系，利用gis软件将相关矢量数据栅格化后，对上海奉贤区人口密度栅格数据、距集建区边界距离栅格数据、距居民点距离栅格数据进行重分类，分别得到以上3个指标因子的适宜度。然后，计算机设备通过加权叠加计算，得到上海奉贤区城市生态廊道的人类影响因子适宜度分布图，如图4所示。计算机设备根据适宜性评价体系，利用gis软件对上海奉贤区土地利用类型栅格数据、地面坡度栅格数据、距水体距离栅格数据进行重分类，分别得到以上3个指标因子的适宜度。然后，计算机设备通过加权叠加计算，得到上海奉贤区城市生态廊道物理境影响因子适宜性度分布图，如图5所示。计算机设备根据适宜性评价体系，利用gis软件对上海奉贤区ndvi栅格数据、距大型生境斑块距离栅格数据、距一、二类生态红线距离栅格数据进行重分类，分别得到以上3个指标因子的适宜度。然后，计算机设备通过加权叠加计算，得到上海奉贤区城市生态廊道生物影响因子适宜度分布图。如图6所示。计算机设备根据适宜性评价体系，利用gis软件通过对各影响因子进行加权叠加计算，得到上海奉贤区城市生态廊道适宜度分布图，如图7所示。其中，上海奉贤区城市生态廊道规划适宜度较高的区域面积约316.45平方千米，占整个区域面积的43.15％；较不适宜区域面积约219.83平方千米，占整个区域面积的29.97％；中等适宜区域面积约197.11平方千米，占整个区域面积的26.88％。
[0129]
计算机设备从上海市奉贤区土地利用数据中，提取出所有土地利用类型为林地和园地类型的林地景观斑块和园地景观斑块。然后计算机设备利用gis软件对分布集中的小林地景观斑块和园地景观斑块进行聚合处理，将园地景观斑块和林地景观斑块进行图层合并，筛选出面积1hm2以上的林地景观斑块和园地景观斑块作为候选生态源地。之后，计算机设备根据预设的连接度重要性指数算法，确定候选生态源地对应的连接度重要性指数，并将连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值(0.02)，且斑块面积大于或
等于预设的第二斑块面积阈值(10hm2)的候选生态源地，确定为目标生态源地。如表五所示，上海市奉贤区候选生态源地。
[0130]
表五
[0131]
序号景观斑块行政区面积(m2)dpc11青村镇191751233.522180青村镇、奉城镇394622249.243194现代农业园区347661914.464196金汇镇14217582.145199奉城镇5596571.366201奉城镇4525061.027204西渡街道7326012.248205南桥镇10650343.929267海湾镇9289040.7810268西渡街道4135530.2111272青村镇6645443.831258庄行镇2195810.1913210四团镇1756800.0314161化工区、柘林镇6601150.651577海湾镇900639627.82
[0132]
计算机设备根据阻力面评价体系，利用gis软件对上海奉贤区土地利用类型数据和距集建区距离数据进行重分类，并通过加权叠加计算，得到上海奉贤区城市生态廊道阻力分布图(各景观单元的阻力值)。计算机设备确定出目标生态源地后，基于阻力分布图，利用mcr模型确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道，并进一步通过提取路径的累积阻力值删除重复路径以及连接相同两个源地累积阻力值相对较低的路径，从而获得城市生态廊道分布图，如图8所示。
[0133]
计算机设备利用gis软件计算得到的各城市生态廊道的累积阻力值后，根据重力模型计算两两目标生态源地之间相互作用力，并将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。计算机设备确定出的上海市奉贤区候选城市生态廊道共计23条，总长度约265.916km。可选的，计算机设备利用重力模型计算目标生态源地之间的相互作用力，进一步将候选城市生态廊道划分为重要城市生态廊道和一般城市生态廊道，其中重要城市生态廊道共计14条，总长度约124.418km；一般城市生态廊道共计9条，总长度约141.498km，如图9所示。
[0134]
计算机设备根据各景观单元对应的适宜度，在候选城市生态廊道经过的景观单元中，确定适宜度为目标适宜度的景观单元的数目与经过的景观单元的总数目的比值；如果比值大于或等于预设比值阈值，则将候选城市生态廊道，确定为目标城市生态廊道。可选的，根据比值的大小，可以分为高适宜、中等适宜和低适宜。同时，如表六所示，针对候选城市生态廊道划分为重要城市生态廊道和一般城市生态廊道的情况，可以从适宜度角度进一步划分，分为一级、二级、三级、四级候选城市生态廊道，并在一级、二级、三级、四级候选城市生态廊道中选择一级和二级候选城市生态廊道作为目标生态廊道，如图10所示。
[0135]
表六
[0136] 高适宜中等适宜低适宜重要生态廊道一级二级三级一般生态廊道二级三级四级
[0137]
本技术实施例提供了一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法。计算机设备获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积。然后，计算机设备根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度，根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道。最后，计算机设备根据各景观单元对应的适宜度和候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。这样，实现城市生态廊道的构建。
[0138]
本技术实施例还提供了一种基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建装置，如图11所示，该装置包括：
[0139]
获取模块1110，用于获取待规划城市区域内各景观单元对应的城市地理信息、各景观斑块对应的土地利用类型和斑块面积；
[0140]
第一确定模块1120，用于根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的适宜性评价体系，确定各景观单元对应的适宜度；
[0141]
第二确定模块1130，用于根据各景观斑块对应的土地利用类型、各景观斑块对应的斑块面积、各景观单元对应的城市地理信息和预设的城市生态廊道规划策略，确定候选城市生态廊道；
[0142]
第三确定模块1140，用于根据各景观单元对应的适宜度和候选城市生态廊道经过的景观单元，确定满足预设的适宜度条件的候选城市生态廊道，作为目标城市生态廊道。
[0143]
作为一种可选地实施方式，适宜性评价体系包括影响因子和影响因子对应的权重，每个影响因子包括指标因子和指标因子对应的权重，每个指标因子包括指标因子分级与适宜度的对应关系；第一确定模块1120，具体用于：
[0144]
针对各景观单元中的每个景观单元，根据该景观单元对应的城市地理信息和每个指标因子包括的指标因子分级与适宜度的对应关系，查询该景观单元在每个指标因子中对应的适宜度；
[0145]
针对每个影响因子，根据该影响因子包含的每个指标因子对应的权重和该景观单元在该影响因子包含的每个指标因子中对应的适宜度，确定该景观单元在该影响因子中的适宜度；
[0146]
根据每个影响因子对应的权重和该景观单元在该影响因子中的适宜度，确定该景观单元对应的适宜度。
[0147]
作为一种可选地实施方式，景观单元对应的城市地理信息至少包括人口密度、距居民点距离、距集建区边界距离、地面坡度、距水体距离、土地利用类型、植被覆盖度、距大型生境斑块距离和距一、二类生态红线距离中的一项或多项；
[0148]
影响因子至少包括人类影响因子、物理影响因子和生物影响因子中的一项或多项，人类影响因子至少包括人口密度指标因子、距居民点距离指标因子和距集建区边界距
离指标因子中的一项或多项，物理影响因子至少包括地面坡度指标因子、距水体距离指标因子和土地利用类型指标因子中的一项或多项，生物影响因子至少包括植被覆盖度指标因子、距大型生境斑块距离指标因子和距一、二类生态红线距离指标因子中的一项或多项。
[0149]
作为一种可选地实施方式，第三确定模块1140，具体用于：
[0150]
根据各景观单元对应的适宜度，在候选城市生态廊道经过的景观单元中，确定适宜度为目标适宜度的景观单元的数目与经过的景观单元的总数目的比值；
[0151]
如果比值大于或等于预设比值阈值，则将候选城市生态廊道，确定为目标城市生态廊道。
[0152]
作为一种可选地实施方式，第二确定模块1130，具体用于：
[0153]
在各景观斑块中，将土地利用类型为目标土地利用类型，且斑块面积大于或等于预设的第一斑块面积阈值的景观斑块，确定为候选生态源地；
[0154]
根据预设的连接度算法，确定候选生态源地对应的连接度重要性指数，并将连接度重要性指数大于或等于预设的连接度重要性指数阈值，且斑块面积大于或等于预设的第二斑块面积阈值的候选生态源地，确定为目标生态源地；
[0155]
根据各景观单元对应的城市地理信息和预设的阻力面评价体系，确定各景观单元对应的阻力值；
[0156]
基于各景观单元对应的阻力值，根据预设的最小累积阻力模型，确定任意两个目标生态源地之间的城市生态廊道；
[0157]
根据预设的重力模型，确定城市生态廊道中目标生态源地之间的相互作用力，并将目标生态源地之间的相互作用力大于或等于预设相互作用力阈值的城市生态廊道，确定为候选城市生态廊道。
[0158]
作为一种可选地实施方式，阻力面评价体系包括阻力因子和阻力因子的权重，每个阻力因子包括阻力因子分级与阻力值的对应关系，阻力因子包括土地利用类型和距集建区边界距离。
[0159]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，如图12所示，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法步骤。
[0160]
在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于适宜度和连接度的城市生态廊道构建方法的步骤。
[0161]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0162]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0163]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。