专利名称：一种城乡生态规划的指数绿量模型方法
技术领域：
本发明涉及一种用绿量率模型进行定量化生态分区的方法。
背景技术：
现有城市緑地系统规划中应用绿地率、緑化覆盖率来控制城市建设。这从一定程度上控制了緑地的比例，然而却忽略了草坪、灌木和乔木等不同緑地具有不同大小的生态效益，不能ー概而论。为了提高緑地生态功能，约束绿地内涵，我们提出适用于城乡生态规划的绿容率指标体系，来引导城市生态规划重视绿地生态效益，合理配置乔灌草群落。绿量率规划模型是绿容率指标体系中对城市规划建设用地外，以叶面积指数反映緑地生态效益作为控制緑地建设指标的ー种空间规划方法。它通过绿量算法模型计算目标区域现状的总绿量，结合城市规划的开发建设强度和规划选择的植物群落种类和緑化覆盖率等特性，计算规划绿量率，从而来控制城市緑地系统生态规划的緑地群落设计。叶面积指数LAI (也称绿量率)单位面积内植物1/2的总叶面积。单株植物的绿量率计算公式GV = 4*Ga/ ( π CD)注Ga规划建设总绿量⑶冠径地块的绿量率计算公式Gr = Ga/S 注Ga规划建设总绿量 S地块面积目前关于绿量率规划研究代表性就是新加坡王文礼将建筑容积率和叶面积指数结合提出緑色容积率。是指以对目标地块提出LAI值构想，通过技术手段和设计方法达到目标的LAI值，从而做到节约能源、保护自然景观和设计智能建筑的作用。此方法更多地探讨如何通过设计达到较高的緑色容积率，低碳环保，让人们享受緑色景观。至于在城市生态规划中，如何结合现状绿量，尽量科学地规划地块的绿量率，建立绿量率指标体系，来指导城市緑地空间设计尚未提及。
发明内容
本发明g在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供ー种有用的商业选择。为此，本发明的ー个目的在于提出一种可以科学、合理地对目标区域进行植物配置的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，该方法克服了城市緑地系统规划绿量计算公式的參数需要逐一测量无法直接应用于城市緑地系统规划的缺陷，本发明提出了ー种利用归一化思想的绿量算法模型来反映每种植物的绿量公式參数，从而能快速计算环境中緑色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能。。根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，包括以下步骤步骤S100，在目标区域内，对植物归纳，划分类型；步骤S200，參考配置信息查找植物绿量计算公式，并计算緑地内单株每种植物的绿量；步骤S300，根据植被特性，对绿量进行调整；和步骤S400，计算整个绿地的绿量。根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，将绿量率定量化，克服了现有存在的绿量率无法计算且主观性太强的缺陷，可以科学、合理地对目标区域进行植物配置。而且，根据本发明的实施例的方法，克服了城市緑地系统规划绿量计算公式的參数需要逐一测量无法直接应用于城市緑地系统规划的缺陷，提出了适宜于实现生态规划以植物生物量控制的绿量快速计算方法，来正确反映植物的生态效益，为绿地系统生态功能提供科学的标准化动态參照。同时，作为ー种约束绿化内涵和提高绿地生态功能的重要规划建设标准依据。
另外，根据本发明上述实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例,所述植物包括乔木、灌木和草本植物。根据本发明的一个实施例，所述乔木的绿量率的计算模型为Ga 乔木=LA = eal*ebl*腿-1*eBE1/2。根据本发明的一个实施例，所述灌木的绿量率的计算模型为Ga 湾木=LA = aH_b。根据本发明的一个实施例,所述草本植物的绿量率的计算模型为Ga草本=LAI*S，其中 LAI = I. 6。根据本发明的一个实施例，每个植物的植物群落的平均绿量率的计算模型为LAI群落I = LAI植物植物！+…+LAI植物n*P植物n。根据本发明的一个实施例，所述目标区域划分为多个功能区，所述多个功能区中的每ー个均具有对应的緑化覆盖率，所述每个功能区的绿量率的计算模型为LAI 雌 i = LAI 麟 ^LF 雌 i。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法的流程图；和图2是根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法的指数绿量算法模型流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过參考附图描述的实施例是示例性的，g在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“顺时針”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括ー个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，现有城市緑地系统规划中应用绿地率、緑化覆盖率来控制城市建设。这从一定程度上控制了緑地的比例，然而用绿地面积或绿化覆盖率来进行规划并推算控制园林緑地的生态效益，往往会出现很大的误差，不能真实反映在环境中緑色面积能发生实际效应的生物量、生态效率以及生态功能，特别是在分析城市的緑化结构和估算绿地 的生态效益吋，緑化覆盖率等指标是无法实现的。指数绿量方法是绿容率指标体系中用于快速确定各种植物绿量的归ー方法。它通过归ー化思想，结合现有的绿量、叶面积指数公式和个别树种的參数，得出每种树种绿量參数的一种计算方法。它通过利用数学公式结合数据库建立计算每类植物的单株绿量模型，然后针对林地面积、郁闭度等參数推算同类绿地绿量。从而为城市緑地系统生态规划提供一个可以量化衡量生态系统的生态效益的指标。绿量(GA):植物全部叶片的1/2总面积。叶面积指数(也称绿量率LAI):单位面积内植物1/2的总叶面积。目前关于各种植物绿量、叶面积指数測量代表性主要有以下几类(I)破坏性、直接的方法。直接计算从ー个植物或一棵树的若干部位取出的个体树叶的平均面积，然后推断整个树群或整棵树。在异部采摘中，通过采用适当的异速生长方程式推断出整棵树或是ー丛树的采摘数据。这些异速生长方程式因树种和场地的不同而异，受环境和生态因素而异。(2)非破坏性、间接的方法。如測量植物树冠的光透射比和遥感测量地表反射率
坐寸οa.树冠透射率用线性树冠测量法来预估LAI值是以Beer-Lambert定律为基础的。Beer-Lambert定律认为通过树冠的光线将依照消减系数k呈几何级数地衰减。树冠层下的光Qi，树冠层上的光Qo以及LAI，它们三者之间的关系为不仅在这个案例中树冠层被认为是随机分布的，在后面将要描述的半球摄影应用中也是如此。事实上，这种假定并不正确，因为观察到的树冠分布为丛状而非平滑匀质的。b.半球摄影术和其他影像方法树冠层是不均匀分布的，必然存在空隙，所以我们可以假设会有尚未衰减的光线穿透这些空隙。由此获得的数值可以预估LAI值、树叶的分布、平均叶倾角、散射系数、辐射渗透以及消减系数等。Peper和McPherson (1998)提出ー种利用树的外形轮廓测定LAI值的影像方法。为了更加准确，他们拍摄了不同角度视线相互垂直的照片立面照片。
c.遥感利用卫星影像的遥感技术是基于我们已经发现植被差异指数NDVI与LAI之间存在着ー种线性关系。NDVI的计算是利用介于666. 5和752. 8nm之间的红和红外波段所拍摄的卫星照片来进行的。使用一个联系NDVI和LAI的回归方程便可以得出LAI的主要图像。因此，本发明利用McPherson测量的几种LAI參数数据和公式和苏雪痕測量几种灌木LAI參数数据，建立代表树种，推算其他各种植物的绿量计算參数，以及整块绿地的绿量。下面參考附图来详细描述根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法。如图I所示，根据本发明实施例的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，包括以下步骤步骤SlOO，步骤SlOO，在目标区域内，对植物归纳，划分类型。具体而言，可以參考《中国植被》中按照植物生活型(常緑/落叶、针叶/阔叶、速生/中生/慢生、中大乔木/小乔木/中大灌木/小灌木/草本等)植物类群分类方法，对常见的植物归纳，划分类型。每类植物生活型选取ー两种代表树种测量绿量公式中的參数。对常见的植物按照植物生活型划分类型，并对每类植物生活型选取ー两种代表树种。见表I表I植物类群表
权利要求
1.ー种利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤SIOO，在目标区域内，对植物归纳，划分类型； 步骤S200，參考配置信息查找植物绿量计算公式，并计算緑地内单株每种植物的绿量; 步骤S300，根据植被特性，对绿量进行调整；和 步骤S400，计算整个绿地的绿量。
2.根据权利要求I所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，所述植物包括乔木、灌木和草本植物。
3.根据权利要求2所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，所述乔木的绿量率的计算模型为Gas*= LA = eal*ebl*腿1*e題/2。
4.根据权利要求2所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，所述灌木的绿量率的计算模型为Ga 灌木—LA — 3Jri_b D
5.根据权利要求2所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，所述草本植物的绿量率的计算模型为 Ga草本=LAI*S，其中 LAI = I. 6。
6.根据权利要求I所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，每个植物的植物群落的平均绿量率的计算模型为= LAI!+··· +LAI
7.根据权利要求I所述的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，其特征在于，所述目标区域划分为多个功能区，所述多个功能区中的每ー个均具有对应的緑化覆盖率，所述每个功能区的绿量率的计算模型为しAl地块I = UVI群落IホIi7地块I。
全文摘要
本发明公开一种利用指数绿量模型进行生态分区的方法，包括以下步骤在目标区域内，对植物归纳，划分类型；参考配置信息查找植物绿量计算公式，并计算绿地内单株每种植物的绿量；根据植被特性，对绿量进行调整；和计算整个绿地的绿量。根据本发明的利用指数绿量模型进行生态分区的方法，将绿量率定量化，克服了现有存在的绿量率无法计算且主观性太强的缺陷，可以科学、合理地对目标区域进行植物配置。
文档编号G06F19/00GK102682204SQ20121013382
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者董翔, 赵惠恩, 饶戎 申请人:清华大学