一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測度和評價土地利用率的方法，一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法。第一步確定單元格尺度，根據(jù)分析對象的用地面積確定正方形單元網(wǎng)格的尺度大?。坏诙讲荚O(shè)網(wǎng)格，以每個居住斑塊的重心作為單元格的中心來展開網(wǎng)格，覆蓋居住斑塊所在區(qū)域；第三步確定分析單元，對居住用地、工業(yè)倉儲用地提出不同的斑塊定義規(guī)則；第四步單元格賦值；第五步混雜度指數(shù)計算，將混雜度指數(shù)（MDI）值和可能的理論最大值進(jìn)行比較，獲得混雜度評價。本發(fā)明通過計算混雜指數(shù)來判斷一個地區(qū)的土地利用混雜程度和居住環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣，實(shí)現(xiàn)了土地利用混雜評價從定性到定量的轉(zhuǎn)變，能為城市土地利用的規(guī)劃、決策提供有價值的參考信息。
【專利說明】一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測度和評價土地利用率的方法，具體涉及一種基于用地兼容性，對居住、工業(yè)倉儲兩大類用地的土地利用混雜度的評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及土地利用領(lǐng)域，本用地混雜度模型適用于各類建設(shè)用地的混雜度評價，但由于各類用地之間的兼容性情況較為復(fù)雜，很難通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去概括，因此，本發(fā)明重點(diǎn)選取居住、工業(yè)倉儲兩大類用地混雜程度的測算和評價進(jìn)行示例研究。以居住用地為核心評價對象，發(fā)展了一種基于居住環(huán)境效應(yīng)(settlement performance-oriented)的計算居住、工業(yè)倉儲兩大類用地混雜度的指數(shù)方法，來量化評價因居住、工業(yè)倉儲兩大類用地混合而產(chǎn)生的影響。
[0003]在我國，城市建成區(qū)通常是在“城區(qū)外拓”和“地方城鎮(zhèn)蔓延”這兩種發(fā)展模式的作用下快速增長。在這個過程中，普遍存在著各類建設(shè)用地混雜相間的現(xiàn)象，如農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、居住用地犬牙交錯等。用地混雜帶來的影響不能一概而論，有利有弊。相互兼容的各類用地之間的有機(jī)混合能夠促進(jìn)各類用地效能的最大發(fā)揮，例如居住用地和商業(yè)用地的混合，不僅便利人們的日常生活，也將促進(jìn)商業(yè)的更好發(fā)展；工業(yè)與倉儲用地的混合也將大幅促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效率的提高。新加坡的“white land”(白地)，北京城市用地性質(zhì)分類中的“F”類用地(多功能用地，數(shù)種互無干擾設(shè)施的混合用地)，都是對混合用地的有效嘗試。但是，互不兼容的用地混合則會帶來整體或者某類用地效能的降低，如本發(fā)明中重點(diǎn)研究的工業(yè)用地與居住用地的混合，會對居住環(huán)境產(chǎn)生不同程度的不利影響。因此，在規(guī)劃建設(shè)中，提倡兼容的混合用地，避免不兼容的混合用地已經(jīng)成為共識。而如何準(zhǔn)確測算評價土地利用的混雜程度成為首先要解決的問題。
[0004]當(dāng)前，關(guān)于土地利用的混雜程度評價，規(guī)劃層面較多利用各類用地的面積比例及其變化等簡單的方式進(jìn)行定量分析，還僅僅停留在“用地混雜、工業(yè)居住用地犬牙交錯”的定性描述上，研究領(lǐng)域也未提出有針對性的計量方法。而在景觀生態(tài)學(xué)領(lǐng)域?qū)ν恋乩玫奶卣饔休^為系統(tǒng)的研究，并建立了景觀格局指數(shù)方法，其中就包括涉及土地利用混雜度的景觀豐富度、景觀異質(zhì)性、景觀多樣性等指標(biāo)，對描述各類用地的混雜、多樣提出了一種新的思路，比定性描述有所深化，但是但其研究核心關(guān)注景觀格局特征和生態(tài)過程兩大方面，用地類型多為農(nóng)田、森林、草地、水域等非建設(shè)用地，更多關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)、物種多樣性等偏景觀生態(tài)方面的問題。而城市規(guī)劃領(lǐng)域則更加關(guān)注與人類建設(shè)活動相關(guān)的問題，因此，直接將景觀生態(tài)學(xué)指數(shù)方法應(yīng)用到城市規(guī)劃領(lǐng)域分析時，存在著分析主體不對應(yīng)、主旨不明確、指標(biāo)使用不適應(yīng)等問題。因此，本發(fā)明在現(xiàn)有景觀生態(tài)學(xué)景觀格局指數(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價模型，對于測度土地利用混雜程度具有較好的適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種測度和評價土地利用混雜度的方法?；谟玫丶嫒菪赃@一新的角度去重新定義混雜度，并通過建立土地利用混雜度評價模型來進(jìn)行定量計算，然后建立混雜度指數(shù)與城市環(huán)境績效之間的關(guān)聯(lián)，使混雜度具有明確的評價意義。
[0006]本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007]1.一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法
[0008]第一步確定單元格尺度
[0009]一個單元格即一個正方形，按照單元格內(nèi)的用地類型來確定該單元格的名稱，如居住單元格、工業(yè)單元格、倉儲單元格等。然后根據(jù)所要分析的用地面積確定單元格的尺度大小，邊長取值范圍為[50m，200m]，
[0010]當(dāng)用地面積< 5km2時,邊長取50m ;
[0011]當(dāng)5km2 <用地面積< 20km2時,邊長取50m—IOOm ；
[0012]當(dāng)用地面積> 20km2時，邊長取IOOm—200m ；
[0013]第二步布設(shè)網(wǎng)格
[0014]一套網(wǎng)格由9個或9個以上同等大小的單元格組成。一個居住斑塊對應(yīng)一套網(wǎng)格，并以每個居住斑塊的重心作為單元格的中心來布設(shè)網(wǎng)格，網(wǎng)格最終要能覆蓋整個居住斑塊；
[0015]第三步確定分析單元
[0016]首先，定義分析單元。一個分析單元由居住用地斑塊重心所在的居住單元格和周邊與其相鄰的8個單元格組成。分析單元是進(jìn)行混雜度計算的最小單元；
[0017]其次，對居住用地、工業(yè)倉儲用地提出不同的斑塊定義規(guī)則:
[0018]一、針對居住用地:
[0019]一個居住斑塊根據(jù)其面積大小可以由一個或多個居住單元格組成，居住斑塊面積越大，對應(yīng)的居住單元格數(shù)量也越多，具體規(guī)則如下:
[0020](I)對于面積小于單元格的孤立居住斑塊，或者是兩個面積小于單元格的孤立居住斑塊其重心處于同一單元格內(nèi)時，將其定義為一個居住單元格；
[0021](2)對于任何兩個重心不處于同一單元格的相鄰居住斑塊，如果它們邊界之間的空隙足夠大，斑塊之間的垂直距離> 50m時，作為兩個相互獨(dú)立的居住斑塊；否則，合并計為一個居住單元格；
[0022](3)對于伸展跨越若干個單元格，但又未填滿各個單元格的狹長或不規(guī)則的異型居住斑塊，采用割補(bǔ)法:如果超過主體所在單元格的面積小于單元格的1/2，則超出面積被忽略；否則，該超出部分將被定義為一個居住單元格；
[0023]二、針對工業(yè)倉儲用地:
[0024]引進(jìn)忽略比例H的算法，即在混雜指數(shù)的計算過程中，當(dāng)工業(yè)倉儲用地占其所在單元格的面積小于單元格面積與忽略比例的乘積時，該工業(yè)倉儲用地被忽略不計，反之，記作一個工業(yè)單元格。忽略比例H的取值范圍為(0，I]，并按照不同類工業(yè)倉儲用地對居住用地的影響程度來確定忽略比例的大小，污染越大，忽略比例越小。三類工業(yè)(M3)、二類工業(yè)(M2)、一類工業(yè)(Ml)等三種工業(yè)用地對居住用地的污染程度依次降低，因此，三種工業(yè)用地的忽略比例則依次上升，即；
[0025]第四步單元格賦值[0026]采用“九宮格，即3X3”作為賦值的輔助工具，對每個居住斑塊所涉及的分析單元進(jìn)行賦值，賦值規(guī)則如下:
[0027](I)以該居住斑塊所在的單元格作為九宮格的中心單元格，賦予其一個“基礎(chǔ)值，，“I”；
[0028](2)對中心單元格的每一個相鄰單元格賦予一個“鄰值”，鄰值大小按照周邊用地與居住用地的兼容性來賦值，對居住環(huán)境影響越大，越不兼容，賦值越高，具體賦值規(guī)則如下:
[0029]a.如果相鄰單元格覆蓋的建設(shè)用地同為居住用地，那么此網(wǎng)格的“鄰值”就是“O”；
[0030]b.若是工業(yè)倉儲用地，則按照《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)(GB50137-2011)))中針對這些用地與居住用地的兼容性來賦值:一類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境基本無干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地，賦值為“I”； 二類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境有一定干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地同類用地，賦值為“2”；三類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境有嚴(yán)重干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地，則賦值“3” ;倉儲用地統(tǒng)一賦值為“I”；
[0031]c.若相鄰單元格覆蓋的建設(shè)用地是居住、工業(yè)倉儲之外的用地類型，統(tǒng)一賦值為“O”；
[0032](3)在圖示中，將“基礎(chǔ)值:1”和“鄰值:0、1、2或3”標(biāo)示于網(wǎng)格；
[0033](4)每個居住分析單元的總賦值等于“基礎(chǔ)值”加上其周邊8個相鄰網(wǎng)格賦予的“鄰值”；
[0034]第五步混雜度指數(shù)MDI (Mixed degrees Index)計算
[0035]針對某一個居住分析單元j的混雜度指數(shù)計算方法為將實(shí)際的混雜賦值和可能的理論最大值(即25)進(jìn)行比較，具體計算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法 第一步確定單元格尺度 一個單元格即一個正方形，根據(jù)所要分析的用地面積確定單元格的尺度大小，邊長取值范圍為[50m，200m]， 當(dāng)用地面積< 5km2時,邊長取50m ； 當(dāng)5km2 <用地面積≤20km2時，邊長取50m — IOOm ； 當(dāng)用地面積> 20km2時，邊長取100m-200m ； 第二步布設(shè)網(wǎng)格 一套網(wǎng)格由9個或9個以上同等大小的單元格組成，一個居住斑塊對應(yīng)一套網(wǎng)格，并以每個居住斑塊的重心作為單元格的中心來布設(shè)網(wǎng)格，網(wǎng)格最終要能覆蓋整個居住斑塊；第三步確定分析單元 首先，定義分析單元，一個分析單元由居住用地斑塊重心所在的居住單元格和周邊與其相鄰的8個單元格組成；分析單元是進(jìn)行混雜度計算的最小單元； 其次，對居住用地、工業(yè)倉儲用地提出不同的斑塊定義規(guī)則: 一、針對居住用地: 一個居住斑塊根據(jù)其面積大小可以由一個或多個居住單元格組成，居住斑塊面積越大，對應(yīng)的居住單元格數(shù)量也越多，具體規(guī)則如下: (1)對于面積小于單元格的孤立居住斑塊，或者是兩個面積小于單元格的孤立居住斑塊其重心處于同一單元格內(nèi)時，將其定義為一個居住單元格； (2)對于任何兩個重心不處于同一單元格的相鄰居住斑塊，如果它們邊界之間的空隙足夠大，斑塊之間的垂直距離> 50m時，作為兩個相互獨(dú)立的居住斑塊；否則，合并計為一個居住單元格； (3)對于伸展跨越若干個單元格，但又未填滿各個單元格的狹長或不規(guī)則的異型居住斑塊，采用割補(bǔ)法:如果超過主體所在單元格的面積小于單元格的1/2，則超出面積被忽略；否則，該超出部分將被定義為一個居住單元格； 二、針對工業(yè)倉儲用地: 引進(jìn)忽略比例H的算法，即在混雜指數(shù)的計算過程中，當(dāng)工業(yè)倉儲用地占其所在單元格的面積小于單元格面積與忽略比例的乘積時，該工業(yè)倉儲用地被忽略不計，反之，記作一個工業(yè)單元格；忽略比例H的取值范圍為(0，I]，并按照不同類工業(yè)倉儲用地對居住用地的影響程度來確定忽略比例的大小，污染越大，忽略比例越?。蝗惞I(yè)(M3)、二類工業(yè)(M2)、一類工業(yè)(Ml)三種工業(yè)用地對居住用地的污染程度依次降低，因此，三種工業(yè)用地的忽略比例則依次上升，即； 第四步單元格賦值 采用“九宮格，即3X3”作為賦值的輔助工具，對每個居住斑塊所涉及的分析單元進(jìn)行賦值，賦值規(guī)則如下: (1)以該居住斑塊所`在的單元格作為九宮格的中心單元格，賦予其一個“基礎(chǔ)值”為“I”； (2)對中心單元格的每一個相鄰單元格賦予一個“鄰值”，鄰值大小按照周邊用地與居住用地的兼容性來賦值，對居住環(huán)境影響越大，越不兼容，賦值越高，具體賦值規(guī)則如下:a.如果相鄰單元格覆蓋的建設(shè)用地同為居住用地，那么此網(wǎng)格的“鄰值”就是“Ο”； b.若是工業(yè)倉儲用地，則按照《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)(GB50137-2011)》中針對這些用地與居住用地的兼容性來賦值:一類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境基本無干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地，賦值為“I”； 二類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境有一定干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地同類用地，賦值為“2”;三類工業(yè)用地為對居住和公共環(huán)境有嚴(yán)重干擾、污染和安全隱患的工業(yè)用地，則賦值“3” ;倉儲用地統(tǒng)一賦值為“I” ； c.若相鄰單元格覆蓋的建設(shè)用地是居住、工業(yè)倉儲之外的用地類型，統(tǒng)一賦值為“O”； (3)在圖示中，將基礎(chǔ)值:1和鄰值:0、1、2或3標(biāo)示于網(wǎng)格； (4)每個居住分析單元的總賦值等于“基礎(chǔ)值”加上其周邊8個相鄰網(wǎng)格賦予的“鄰值”； 第五步混雜度指數(shù)MDI (Mixed degrees Index)計算 針對某一個居住分析單元j的混雜度指數(shù)計算方法為將其實(shí)際的混雜賦值和可能的理論最大值，即25進(jìn)行比較，具體計算公式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于用地兼容性的土地利用混雜度評價方法，其特征在于所述單元格的尺度，邊長取100m。
【文檔編號】G06F19/00GK103714244SQ201310659117
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月8日
【發(fā)明者】田莉, 梁印龍 申請人:同濟(jì)大學(xué)