一种基于RSSRI的乡村聚落空间重构服务系统及方法

一种基于rssri的乡村聚落空间重构服务系统及方法
技术领域
1.本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种基于rssri的乡村聚落空间重 构服务系统及方法。


背景技术：

2.乡村聚落是指一定规模与从事农业生产密切相关的人群，在一定地域范围 内集中居住的现象、过程与形态。随着农村城市化、农业工业化、乡村旅游规 模化等系列乡村发展的进程，乡村聚落正在经历快速转型、功能重组和空间重 构。乡村聚落重构包含空间重构、经济重构、社会重构三个维度，而乡村经济 社会等系列内在转变以聚落空间重构的形式得以展现。目前，乡村聚落空间重 构的分析多数为定性层面的分析，且既往分析往往只对乡村聚落空间重构状态 作简单描述，对于乡村聚落空间重构的阶段判别尚且停留在定性描述的方式 上，这就导致了根据乡村聚落空间重构的阶段分析不完整，规划策略指导效率 低。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于rssri的乡村聚落空间重构 服务系统及方法，能够简单、高效地分析乡村聚落空间重构状态，并进行规划 策略指导。
4.第一方面，一种基于rssri的乡村聚落空间重构服务系统，包括：
5.指标构建单元：用于建立基于社会维度、经济维度和空间维度的评价指标 体系；
6.采集单元：用于获取预设的分析时段内的乡村聚落数据；
7.模型构建单元：用于构建乡村聚落空间重构指数、耦合模型和协调模型；
8.策略输出单元：用于将乡村聚落数据传输给耦合模型和协调模型，根据耦 合模型和协调模型的输出结果得到乡村聚落空间重构状态；根据该乡村聚落空 间重构状态从预设的策略库中选择相应的策略，输出该策略。
9.优选地，所述评价指标体系包括多个测度指标以及对应的指标权重；
10.所述测度指标包括经济维度评价指标、社会维度评价指标和空间维度评价 指标；经济维度评价指标包括城镇固定资产投资、农业劳动生产率和农村常住 居民人均可支配收入；社会维度评价指标包括城镇化率和乡村人口变化率；空 间维度评价指标包括耕地变化速率、乡村人均住房面积和乡村人口密度。
11.优选地，所述乡村聚落数据包括：
12.分析时段内研究对象的城镇人口数、总人口数、乡村人口数和土地面积； 分析时段内末期乡村人口数、初期乡村人口数、末期耕地面积和初期耕地面积； 研究对象的城镇固定资产投投资额、农林牧渔业总产值、农林牧渔业劳动力总 数、农村常住居民人均可支配收入和乡村人均住房面积。
13.优选地，所述乡村聚落空间重构指数rssri通过下式得到：
[0014][0015]
其中，s
i
为第i个测度指标标准化后的值，x
i
为第i个测度 指标的值，x
min
为该测度指标的最小值，x
max
为测度指标的最大值，w
i
为各个测 度指标对应的指标权重，n为测度指标的个数。
[0016]
优选地，所述耦合模型如下：
[0017][0018]
其中，c为耦合度，rssri(e)为经济维度评价指标中所有测度指标与对应 的指标权重乘积之和，rssri(so)为社会维度评价指标中所有测度指标与对应的 指标权重乘积之和，rssri(sp)为空间维度评价指标中所有测度指标与对应的指 标权重乘积之和；
[0019]
所述协调模型如下：
[0020][0021]
其中，d为协调度。
[0022]
优选地，所述策略输出单元具体用于：
[0023]
将乡村聚落数据传输给所述耦合模型和协调模型，得到该乡村聚落数据对 应的耦合度和协调度；
[0024]
将该耦合度和协调度输入arcgis软件中，得到所述乡村聚落空间重构状 态。
[0025]
第二方面，一种基于rssri的乡村聚落空间重构服务方法，包括以下步骤：
[0026]
建立基于社会维度、经济维度和空间维度的评价指标体系；
[0027]
获取预设的分析时段内的乡村聚落数据；
[0028]
构建乡村聚落空间重构指数、耦合模型和协调模型；
[0029]
将乡村聚落数据传输给耦合模型和协调模型，根据耦合模型和协调模型的 输出结果得到乡村聚落空间重构状态；根据该乡村聚落空间重构状态从预设的 策略库中选择相应的策略，输出该策略。
[0030]
优选地，所述评价指标体系包括多个测度指标以及对应的指标权重；
[0031]
所述测度指标包括经济维度评价指标、社会维度评价指标和空间维度评价 指标；经济维度评价指标包括城镇固定资产投资、农业劳动生产率和农村常住 居民人均可支配收入；社会维度评价指标包括城镇化率和乡村人口变化率；空 间维度评价指标包括耕地变化速率、乡村人均住房面积和乡村人口密度。
[0032]
优选地，所述乡村聚落数据包括：
[0033]
分析时段内研究对象的城镇人口数、总人口数、乡村人口数和土地面积； 分析时段内末期乡村人口数、初期乡村人口数、末期耕地面积和初期耕地面积； 研究对象的城镇固定资产投投资额、农林牧渔业总产值、农林牧渔业劳动力总 数、农村常住居民人均可支配收入和乡村人均住房面积。
[0034]
由上述技术方案可知，本发明提供的基于rssri的乡村聚落空间重构服务 系统及方法，分析乡村聚落空间重构过程和状态，并进行可视化展示。该系统 能够识别出乡村发
展的问题区域，系统性地总结其格局特征，提出具有宏观性、 系统性、针对性的策略进行指导。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附 图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分 并不一定按照实际的比例绘制。
[0036]
图1为本发明实施例一提供的乡村聚落空间重构服务系统的模块框图。
[0037]
图2为本发明实施例一提供的乡村聚落空间重构服务系统执行的方法流 程图。
[0038]
图3为本发明实施例二提供的2005
‑
2017年重庆市综合重构格局。
[0039]
图4为本发明实施例二提供的经济维度重构格局。
[0040]
图5为本发明实施例二提供的社会维度重构格局。
[0041]
图6为本发明实施例二提供的空间维度重构格局。
[0042]
图7为本发明实施例二提供的2005
‑
2017年耦合度分析示意图。
[0043]
图8为本发明实施例二提供的2005
‑
2017年协调度分析示意图。
具体实施方式
[0044]
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例 仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限 制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语 或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0045]
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包 含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排 除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在 或添加。
[0046]
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施 例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使 用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个
”ꢀ
及“该”意在包括复数形式。
[0047]
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据 上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。 类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上 下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条 件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0048]
实施例一：
[0049]
一种基于rssri的乡村聚落空间重构服务系统，参见图1、2，包括：
[0050]
指标构建单元：用于建立基于社会维度、经济维度和空间维度的评价指标 体系；
[0051]
采集单元：用于获取预设的分析时段内的乡村聚落数据；
[0052]
模型构建单元：用于构建乡村聚落空间重构指数、耦合模型和协调模型；
[0053]
策略输出单元：用于将乡村聚落数据传输给耦合模型和协调模型，根据耦 合模型和协调模型的输出结果得到乡村聚落空间重构状态；根据该乡村聚落空 间重构状态从预
设的策略库中选择相应的策略，输出该策略。
[0054]
具体地，如果乡村聚落空间重构状态为高级阶段：该阶段各区县经济实力 强，在城市扩张的过程中乡村聚落受到城市建设的影响大。因此，该阶段下， 乡村聚落空间重构应嵌入城乡融合的过程中，乡村应该抓住城市建设的时机， 积极承接部分城市功能转移，聚落空间以非农建设用地扩张为主，农村居民点 用地集约建设；同时，要保持乡村景观风貌特色，注重生态空间格局的构建， 避免出现乡村“城市景观化”的现象。
[0055]
如果乡村聚落空间重构状态为中级阶段：该阶段各区县城镇化进程快速， 在快速发展的过程中，应注重城乡协调发展，推进城镇基础设施和基本公共服 务向乡村延伸，提升乡村空间品质；同时控制乡村用地扩张，有序推进居民点 用地集约化，形成有一定影响力的中心城镇。核心区县应主动对接城市发展建 设，提升中心城镇的影响力，加强农业产业转型和升级，实现农用地规模化、 产业化经营，提高农用地利用效益，加强农村基础设施建设，提升乡村发展水 平。
[0056]
如果乡村聚落空间重构状态为初级阶段：该地区多数自然资源丰富，受地 形地貌限制经济发展相对落后，其乡村人口分散，劳动力大多已转移到城镇， 乡村自身发展条件不佳。因此，该区域在乡村转型发展过程中，着重发展绿色 经济，利用丰富的自然、人文资源，发展乡村旅游，构建城市重要的生态屏障。
[0057]
该系统具有以下优势：
[0058]
1、能够定量化描述乡村聚落空间重构状态。乡村聚落空间重构是一个持 续性的过程，所以可以以乡村聚落空间重构的阶段性状态代表某一时期内乡村 聚落空间重构的状态和程度。因此，本发明将乡村聚落空间重构状态用数值表 达，构建乡村聚落空间重构指数用以描述乡村聚落重构状态和程度。
[0059]
2、乡村聚落空间重构包含经济
‑
社会
‑
空间三个维度的重构过程，因此， 乡村聚落空间重构指数包含经济重构指数(rssri(e))、社会重构指数 (rssri(so))和空间重构指数(rssri(sp))，且乡村聚落空间重构指数为经 济
‑
社会
‑
空间三个维度的指数相加之和，因此，本发明采用线性加权和法测算 乡村聚落空间重构指数(rssri)。同时，经济重构、社会重构和空间重构又 可理解成三个相互影响作用的系统，最终以乡村聚落空间重构的形式得以展 现。只有当经济、社会和空间重构的耦合协调关系达到相对平衡的状态，才能 使得乡村聚落空间重构以合理的形式外显，乡村经济、社会等各项系统得到良 性发展。因此，在描述乡村聚落空间重构的状态时，应对三者的耦合协调程度 作相应的判断。故本发明通过耦合模型和协调模型对三者的耦合协调状态进行 分析。
[0060]
3、该系统可以进行重构阶段的划分以及可视化展示，运用arcgis软件， 通过自然断裂点法将重构阶段划分为重构的初级阶段、中级阶段和高级阶段三 个层次，并在arcgis软件平台上实现可视化操作。
[0061]
优选地，所述评价指标体系包括多个测度指标以及对应的指标权重；
[0062]
所述测度指标包括经济维度评价指标、社会维度评价指标和空间维度评价 指标；经济维度评价指标包括城镇固定资产投资、农业劳动生产率和农村常住 居民人均可支配收入；社会维度评价指标包括城镇化率和乡村人口变化率；空 间维度评价指标包括耕地变化速率、乡村人均住房面积和乡村人口密度。
[0063]
具体地，由于乡村聚落转型发展及其推动转型重构的动力因素主要来自乡 村经
济发展水平、乡村人口变动情况、乡村空间利用情况等，所以构建了上述 评价指标体系。
[0064]
该系统可以采用专家打分的方式确定各项测度指标的指标权重。例如采用 3位专家的打分意见，综合得出指标权重。其中，经济维度评价指标中，城镇 固定资产投资的指标权重为0.099，农业劳动生产率的指标权重为0.061，农 村常住居民人均可支配收入的指标权重为0.059。社会维度评价指标中，城镇 化率的指标权重为0.321，乡村人口变化率的指标权重为0.134。空间维度评 价指标中，耕地变化速率的指标权重为0.157，乡村人均住房面积的指标权重 为0.037，乡村人口密度的指标权重为0.132。
[0065]
优选地，所述乡村聚落数据包括：
[0066]
分析时段内研究对象的城镇人口数、总人口数、乡村人口数和土地面积； 分析时段内末期乡村人口数、初期乡村人口数、末期耕地面积和初期耕地面积； 研究对象的城镇固定资产投投资额、农林牧渔业总产值、农林牧渔业劳动力总 数、农村常住居民人均可支配收入和乡村人均住房面积。
[0067]
各个测度指标的计算公式参见表1：
[0068]
表1：
[0069][0070]
优选地，所述乡村聚落空间重构指数rssri通过下式得到：
[0071][0072]
其中，s
i
为第i个测度指标标准化后的值，x
i
为第i个测度 指标的值，x
min
为该测度指标的最小值，x
max
为测度指标的最大值，w
i
为各个测 度指标对应的指标权重，n为测度指标的个数。
[0073]
具体地，由于各个测度指标的量纲不同，可以采用极值法对测度指标进行 标准化。s
i
是无量纲，取值区间为0～1。乡村聚落空间重构指数数值越高，表 明其聚落空间重构程度越大，重构状态特征明显；反之，则重构变化程度小。
[0074]
优选地，所述耦合模型如下：
[0075][0076]
其中，c为耦合度，rssri(e)为经济维度评价指标中所有测度指标与对应 的指标权重乘积之和，rssri(so)为社会维度评价指标中所有测度指标与对应的 指标权重乘积之和，rssri(sp)为空间维度评价指标中所有测度指标与对应的指 标权重乘积之和；
[0077]
具体地，耦合模型可以表示为：
[0078][0079]
其中，c取值区间为[0,1]。但是由于采用标准化处理后，会出现经济维 度评价指标、社会维度评价指标或空间维度评价指标为0的情况。而当上述一 个评价指标为0时，耦合度为0，所以该系统采用变异系数对耦合模型进行进 一步的推导，得到：
[0080][0081]
所述协调模型如下：
[0082][0083]
其中，d为协调度。
[0084]
具体地，由于耦合度只能反映各系统间关系的强弱，不能反映其水平的高 低。因此该系统还引入了协调度模型，既考虑经济、社会、空间维度三者相互 作用的强度，又关注三者各自的重构状态，以便更好的评判其交互耦合的协调 程度。
[0085]
优选地，所述策略输出单元具体用于：
[0086]
将乡村聚落数据传输给所述耦合模型和协调模型，得到该乡村聚落数据对 应的耦合度和协调度；
[0087]
将该耦合度和协调度输入arcgis软件中，得到所述乡村聚落空间重构状 态。
[0088]
具体地，arcgis软件通过自然断裂点法划分乡村聚落空间重构状态为初 级阶段、中级阶段和高级阶段三个层次，并进行可视化。
[0089]
实施例二：
[0090]
本实施例举例进一步说明上述乡村聚落空间重构服务系统的效果。
[0091]
1)选定研究区域，研究区域为重庆市，以区县为具体研究对象，本次研 究对象为重庆市38个区(县)。
[0092]
2)为更加准确的研究重庆市各区县乡村聚落空间重构的状态和程度，需 获取研究区域2005、2012、2017年三个时段内的相关经济、社会和土地数据， 包含城镇化率、乡村人口变化率、城镇固定资产投资、农业劳动生产率、农村 常住居民人均可支配收入、耕地变化速率、乡村人均住房面积、乡村人口密度 等相关数据。
[0093]
3)通过上述数据分析，加权求出得分，最后确定各区县的总体重构指数。 总体来看，参见表2和图3，2005—2017年，重庆乡村重构指数均值从0.46 增至0.53，期间乡村地域一直处于转型重构的状态，但重构状态相对稳定且 格局基本不变，高值区县占比维持在56％的水平。将37个区县的重构指数评 分导入arcgis软件，通过自然断裂点法划分为重构的初级阶段、中级阶段和 高级阶段三个层次。
[0094]
表2：
[0095]
[0096]
4)为研究重庆市三个维度的乡村聚落重构状态的时空分布情况，运用 arcgis软件，采用自然断裂法绘制出时空分布状态图，分时段分区域综合评 价重庆市乡村聚落空间重构状态。
[0097]
①
参见图4，经济重构状态：3个研究时段内的经济重构指数的均值分别 为0.065、0.084、0.093。2005年，45.9％的区县重构指数大于均值，高均值 地区集中分布在主城区和渝西片区；2012年，54.0％的区县重构指数大于均值 且集中分布在主城区和渝西片区，渝东北片区的万州区为新增高值区县；2017 年，51.3％的区县重构指数大于均值，与2012年相比高均值区域基本保持不变。
[0098]
②
参见图5，社会重构状态：3个研究时段内的社会重构指数的均值分别 为0.205、0.225、0.220。2005年，40.5％的区县重构指数大于均值，高均值 地区分布在主城区、渝西片区和渝东北片区；2012年，43.2％的区县重构指数 大于均值，重构格局较2005年未发生明显变化，其中渝西片区的綦江区为新 增高均值地区；2017年，45.9％的区县重构指数大于均值，高均值地区分布在 主城区、渝西片区和渝东北片区，主城片区重构强度略有上升。
[0099]
③
参见图6，空间重构状态：3个研究时段内的空间重构指数的均值分别 为0.193、0.201、0.219。2005年，48.6％的区县重构指数大于均值，渝西片 区大部分区县为高均值地区，其余分布在主城区和渝东北片区；2012年，54.0％ 的区县重构指数大于均值且重构格局未发生明显变化，主城区的沙坪坝区、九 龙坡区为新增高值区县；2017年，45.9％的区县重构指数大于均值，高均值地 区主要分布在渝西片区以西和渝东北片区，主城区仅有大渡口区为高值区县。
[0100]
5)参见图7，耦合度测量运用耦合度模型计算各时段经济
‑
社会
‑
空间重 构耦合度并绘制空间分布图。结果表明，2005年耦合度均值为0.86，标准差 为0.058，变异系数为0.068，耦合度较高的区县位于主城区和渝西片区以南 和北的区域；2012年耦合度均值为0.89，标准差为0.063，变异系数为0.071， 高耦合度县域呈集中连片分布态势，新增高值区县零散分布于渝东南、渝东北、 渝西片区；2017年耦合度均值为0.89，标准差为0.073，变异系数为0.082， 与2012年相比，渝西片区耦合度较高，东部片区整体耦合度下降，低耦合度 的区县有所减少。
[0101]
6)参见图8，协调区测量由于耦合度无法区分低重构强度下的耦合与高 重构强度下的耦合，运用协调度模型，测度经济—社会—空间重构的协调程度， 结果表明，三个时段的均值分别为0.63、0.67、0.68，表明2005
‑
2017年期 间，重庆市社会
‑
经济
‑
空间维度重构三者协调且均值稳定提升；2005年，协 调度均值为0.63，标准差为0.110，变异系数为0.175，协调度较高的区域主 要分布在主城区和渝西片区，东部片区三者协调较差；2012年，协调度均值 为0.67，标准差为0.119，变异系数为0.177，协调度进一步分级，出现严重 失调区域；2017年，均值为068，标准差为0.102，变异系数为0.150，整体 协调度有所上升，西部片区协调度高，东部片区协调度低。
[0102]
本发明实施例所提供的系统，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参 考前述实施例中相应内容。
[0103]
实施例三：
[0104]
一种基于rssri的乡村聚落空间重构服务方法，包括以下步骤：
[0105]
建立基于社会维度、经济维度和空间维度的评价指标体系；
[0106]
获取预设的分析时段内的乡村聚落数据；
[0107]
构建乡村聚落空间重构指数、耦合模型和协调模型；
[0108]
将乡村聚落数据传输给耦合模型和协调模型，根据耦合模型和协调模型的 输出结果得到乡村聚落空间重构状态；根据该乡村聚落空间重构状态从预设的 策略库中选择相应的策略，输出该策略。
[0109]
优选地，所述评价指标体系包括多个测度指标以及对应的指标权重；
[0110]
所述测度指标包括经济维度评价指标、社会维度评价指标和空间维度评价 指标；经济维度评价指标包括城镇固定资产投资、农业劳动生产率和农村常住 居民人均可支配收入；社会维度评价指标包括城镇化率和乡村人口变化率；空 间维度评价指标包括耕地变化速率、乡村人均住房面积和乡村人口密度。
[0111]
优选地，所述乡村聚落数据包括：
[0112]
分析时段内研究对象的城镇人口数、总人口数、乡村人口数和土地面积； 分析时段内末期乡村人口数、初期乡村人口数、末期耕地面积和初期耕地面积； 研究对象的城镇固定资产投投资额、农林牧渔业总产值、农林牧渔业劳动力总 数、农村常住居民人均可支配收入和乡村人均住房面积。
[0113]
本发明实施例所提供的方法，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参 考前述实施例中相应内容。
[0114]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相 应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求和说明书的范围当中。