基于生态系统服务簇的土地分区方法、装置、终端及介质与流程

本发明涉及土地更新，尤其涉及一种基于生态系统服务簇的土地分区方法、装置、终端及介质。

背景技术：

1、随着社会的进步，农村地区的发展需求趋于多元化。生态系统作为农民生产生活的本底，能够为人类提供碳固持、生境支持、水源涵养、土壤保持、食物生产、自然娱乐以及文化娱乐等多种生态系统服务，并通过维持物种生存、促进碳循环和提供水资源满足乡村发展的生存需求，提高土壤质量和保障食物供给满足乡村发展的生产需求，提供美学价值和文化价值满足乡村发展的精神需求，为乡村多元化发展提供基础保障。生态系统的多功能性决定了生态系统服务之间具有复杂的权衡与协同关系，并存在主体功能。同一类生态系统服务簇具有相同的权衡与协同关系，对各个生态簇结构进行分析能够识别生态系统的主体功能特征。

2、农村土地整理在宏观层面上能够改变土地资源的利用方式及人类活动的范围和方向，在微观层面上能够调整生态系统服务之间的权衡与协同关系，是满足乡村多元化发展需求的重要工具。现阶段的整理模式多是从生态保护的角度，限制农村土地整理的方向和力度，缺少从乡村系统与生态系统功能协同的角度分析生态本底对农村土地整理的引导作用。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于生态系统服务簇的土地分区方法、装置、终端及设备，从整理潜力、整理能力和整理动力3个方面构建农村土地整理潜能评价体系，并结合对生态系统服务簇结构的分析，调整和改善生态系统与乡村系统的关系，使其协同化发展，在生态文明建设的背景下，促进乡村系统的绿色可持续发展。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种基于生态系统服务簇的土地分区方法，包括：

3、获取试验区的相关数据，所述相关数据包括土地利用数据、高程数据、社会经济数据、植被覆盖数据、降雨数据以及土壤数据；

4、以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系，并基于熵权法与层次分析法，计算农村土地整理潜能评价值；

5、采用自然断裂法，将所述农村土地整理潜能评价值划分为农村土地多级整理潜能区；

6、依据生态主导功能、生产主导功能和生活主导功能确定典型的生态系统服务功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能；

7、对所述生态系统服务功能的栅格数据采用k-means聚类分析法，获取最佳聚类数，构建生态系统多类生态系统服务簇；

8、利用互斥矩阵模型，构建所述农村土地多级整理潜能区与所述生态系统多类生态系统服务簇的互斥性矩阵，通过分析互斥性矩阵结构，划分农村土地整理模式区。

9、作为优选方案，所述以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系，并基于熵权法与层次分析法，计算农村土地整理潜能评价值，具体包括：

10、以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系；

11、将熵权法与层次分析法相结合，取两者均值作为所述重要指标的组合权重，通过对各个所述重要指标进行计算并赋予权重值，得到所述农村土地的整理潜力评价值、整理能力评价值以及整理动力评价值，从而得到农村土地整理潜能评价值；

12、其中，所述重要指标包括人均宅基地面积、坡度条件、周围耕地质量、人均收入、财政收入、路网密度、人均耕地面积、建设用地增长率和公共服务便利性；

13、所述人均宅基地面积、坡度条件、周围耕地质量的重要指标反映所述整理潜力，所述人均收入、财政收入、路网密度的重要指标反映所述整理能力，所述人均耕地面积、建设用地增长率、公共服务便利性的重要指标反映所述整理动力。

14、作为优选方案，所述依据生态主导功能、生产主导功能和生活主导功能确定典型的生态系统服务功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能，具体包括：

15、选取碳固持、生境支持、水源涵养的功能作为生态主导功能，选取土壤保持、食物生产的功能作为生产主导功能，选取自然娱乐、文化娱乐的功能作为生活主导功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能。

16、作为优选方案，所述对所述生态系统服务功能的栅格数据采用k-means聚类分析法，获取最佳聚类数，构建生态系统多类生态系统服务簇，具体为：

17、对所述生态系统服务功能的栅格数据进行归一化处理，并按30m×30m的规格进行重采样，得到同一尺度下的多种生态系统服务功能；

18、采用k-means经典聚类算法识别所述生态系统服务功能；通过计算和比较每个聚类类别下多次实验的组内误差平方和均值，获取最佳聚类数，形成生态系统多类生态系统服务簇。

19、作为优选方案，所述利用互斥矩阵模型，构建所述农村土地多级整理潜能区与所述生态系统多类生态系统服务簇的互斥性矩阵，通过分析互斥性矩阵结构，划分农村土地整理模式区，具体包括：

20、采用arcgis将不同的生态系统服务簇类型按众数进行分村统计，得到各村的生态簇类别；其中，所述生态系统服务簇类型与所述农村土地整理潜能评价体系保持相同的评价单元；

21、采用互斥矩阵模型，构建所述农村土地多级整理潜能区与所述生态系统多类生态系统服务簇的互斥性矩阵，通过分析互斥性矩阵结构，划分农村土地整理模式区。

22、第二方面，本发明实施例提供了一种基于生态系统服务簇的土地分区装置，包括：

23、数据获取模块，用于获取试验区的相关数据，所述相关数据包括土地利用数据、高程数据、社会经济数据、植被覆盖数据、降雨数据以及土壤数据；

24、潜能评价模块，用于以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系，并基于熵权法与层次分析法，计算农村土地整理潜能评价值；

25、划分潜能区模块，用于采用自然断裂法，将所述农村土地整理潜能评价值划分为农村土地多级整理潜能区；

26、服务功能模块，用于依据生态主导功能、生产主导功能和生活主导功能确定典型的生态系统服务功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能；

27、构建服务簇模块，用于对所述生态系统服务功能的栅格数据采用k-means聚类分析法，获取最佳聚类数，构建生态系统多类生态系统服务簇；

28、土地划分模块，用于利用互斥矩阵模型，构建所述农村土地多级整理潜能区与所述生态系统多类生态系统服务簇的互斥性矩阵，通过分析互斥性矩阵结构，划分农村土地整理模式区。

29、作为优选方案，所述潜能评价模块，具体用于：

30、以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系；

31、将熵权法与层次分析法相结合，取两者均值作为所述重要指标的组合权重，通过对各个所述重要指标进行计算并赋予权重值，得到所述农村土地的整理潜力评价值、整理能力评价值以及整理动力评价值，从而得到农村土地整理潜能评价值；

32、其中，所述重要指标包括人均宅基地面积、坡度条件、周围耕地质量、人均收入、财政收入、路网密度、人均耕地面积、建设用地增长率和公共服务便利性；

33、所述人均宅基地面积、坡度条件、周围耕地质量的重要指标反映所述整理潜力，所述人均收入、财政收入、路网密度的重要指标反映所述整理能力，所述人均耕地面积、建设用地增长率、公共服务便利性的重要指标反映所述整理动力。

34、作为优选方案，所述服务功能模块，具体用于：

35、选取碳固持、生境支持、水源涵养的功能作为生态主导功能，选取土壤保持、食物生产的功能作为生产主导功能，选取自然娱乐、文化娱乐的功能作为生活主导功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能。

36、第三方面，本发明实施例对应提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于生态系统服务簇的土地分区方法。

37、此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述基于生态系统服务簇的土地分区方法。

38、与现有技术相比，本发明实施例公开的一种基于生态系统服务簇的土地分区方法、装置、终端及介质，通过获取试验区的相关数据，所述相关数据包括土地利用数据、高程数据、社会经济数据、植被覆盖数据、降雨数据以及土壤数据；以村为单位，根据农村土地的整理潜力、整理能力和整理动力确定重要指标，构建农村土地整理潜能评价体系，并基于熵权法与层次分析法，计算农村土地整理潜能评价值；采用自然断裂法，将所述农村土地整理潜能评价值划分为农村土地多级整理潜能区；依据生态主导功能、生产主导功能和生活主导功能确定典型的生态系统服务功能，构建农村生态系统服务功能评价体系，并运用invest模型测算所述生态系统服务功能；对所述生态系统服务功能的栅格数据采用k-means聚类分析法，获取最佳聚类数，构建生态系统多类生态系统服务簇；利用互斥矩阵模型，构建所述农村土地多级整理潜能区与所述生态系统多类生态系统服务簇的互斥性矩阵，通过分析互斥性矩阵结构，划分农村土地整理模式区。因此，本发明实施例能够控制土地整理对周边环境的影响，缩小人类与自然之间的矛盾，促进乡村系统与生态系统的功能协同，助力乡村振兴战略和生态文明建设的具体实施，对提升区域生态安全具有重要意义。