基于GIS的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法及系统与流程

本发明涉及公路，尤其涉及一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法及系统。

背景技术：

1、大规模交通基础设施的快速发展加剧了生态风险，尤其是生态脆弱区的公路建设，容易对沿线生物多样性及生态系统构成重大威胁。传统公路建设存在认知不到位、过度注重工程性等问题，导致生物多样性锐减、山体滑坡、水土流失、地质灾害等生态风险增加，如何更好地识别和保护公路沿线生态敏感目标，目前缺乏相应的研究。

2、生态敏感性是指自然生态系统在人类活动的影响下，所体现出来的敏感性反应程度，通常将其用来反映生态环境问题发生以及生态系统失衡的概率大小。目前，国内外对生态敏感性的研究主要集中在单一生态问题的生态敏感性评价、特定区域的生态敏感性评价、城镇范畴的生态敏感性评价等，将生态脆弱区公路作为研究对象、定量综合评价其生态敏感性的方法及系统基本处于空白状态。并且，现有技术中多为定性评价生态敏感性而定量指标不足，缺乏对规划线路综合生态敏感性的定量评价，不利于后续线方案的指导。

3、鉴于此，有必要提出一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法以解决或至少缓解上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法及系统，以解决现有技术对公路生态敏感性的研究多为定性评价生态敏感性而定量指标不足，缺乏对规划线路综合生态敏感性的定量评价的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，包括步骤：

3、s1，获取目标研究区域的影响生态敏感性的影响因子基础数据；其中，所述影响因子基础数据包括高程分布数据b1、坡度分布数据b2、坡向分布数据b3、水源保护分布数据b4、土地利用现状分布数据b5、风景名胜资源保护分布数据b6、植被覆盖度分布数据b7、景观破碎度分布数据b8以及地质灾害分布数据b9；

4、s2，将所述目标研究区域内的每种所述影响因子基础数据进行重采样，得到每种影响因子对应的多个预设分辨率的栅格图层数据；其中，所有栅格图层数据采用相同的地理坐标系；

5、s3，按照相同生态敏感性等级划分标准，确定每种影响因子在每种生态敏感性等级下的标准分级范围和标准分级值；其中，生态敏感性等级包括高敏感度、中敏感度、低敏感度以及非敏感；

6、s4，确定每种影响因子的所有栅格图层数据对应的分级值的加权平均数ai；

7、s5，确定每种影响因子的计算权重wi，根据每种影响因子的加权平均数ai和计算权重wi，确定出用于量化所述目标研究区域的生态敏感性的量化值s。

8、优选地，所述步骤s5中确定每种影响因子的计算权重wi，具体包括步骤：

9、s51，采用层次分析法建立所述目标研究区域的生态敏感性量化层次结构模型；其中，以所述目标研究区域的生态敏感性的量化值为目标层，将自然环境数据、社会经济数据和生态安全数据作为准则层、影响因子基础数据作为指标层建立所述生态敏感性量化层次结构模型；其中，所述自然环境数据包括高程分布数据b1、坡度分布数据b2、坡向分布数据b3、水源保护分布数据b4；社会经济数据包括土地利用现状分布数据b5、风景名胜资源保护分布数据b6；生态安全数据包括植被覆盖度分布数据b7、景观破碎度分布数据b8以及地质灾害分布数据b9；

10、s52，根据公式wi＝cidi得到每种影响因子的组合权重，并将所述组合权重作为每种影响因子对应的计算权重wi；其中，wi为每种影响因子对应的组合权重；ci为生态敏感性量化层次结构模型中准则层的同级权重；di为生态敏感性量化层次结构模型中指标层的同级权重；i＝1，2，3……n，n为影响因子的种类。

11、优选地，所述步骤s5中根据每种影响因子的加权平均数ai和计算权重wi，确定出用于量化所述目标研究区域的生态敏感性的量化值s，具体包括步骤：

12、根据每种影响因子的加权平均数ai和计算权重wi，采用公式确定出用于量化所述目标研究区域的生态敏感性的量化值s；其中，s表示目标研究区域的生态敏感性的量化值；ai表示第i种影响因子的加权平均数，wi表示第i种影响因子的计算权重，i＝1，2，3，……n，n为影响因子的种类。

13、优选地，所述步骤s1中的植被覆盖度分布数据b7，具体通过如下步骤得到：采用公式vfc＝(ndvi-ndvisoil)/(ndviveg-ndvisoil)确定出所述植被覆盖度分布数据b7；其中，vfc表示目标研究区域的植被覆盖度分布数据，ndvi表示目标研究区域的植被指数，ndvisoil表示目标研究区域的无植被覆盖区域的ndvi值；ndviveg表示目标研究区域的完全被植被覆盖的ndvi值。

14、优选地，所述步骤s1中的土地利用现状分布数据b5，具体通过如下步骤得到：

15、获取所述目标研究区域的卫星遥感影像数据；

16、对所述卫星遥感影像数据进行目视解译处理，再基于gis平台进行数据赋色，得到所述土地利用现状分布数据b5。

17、优选地，所述步骤s1中的水源保护分布数据b4，具体通过如下步骤得到：从水源保护专项规划数据库提取一级饮用水水源保护区、二级饮用水水源保护区、准保护区和非保护区的矢量数据，并将所述矢量数据格式转化为shp格式，得到水源保护分布数据b4。

18、优选地，所述步骤s2中的预设分辨率为30m。

19、优选地，所述步骤s2的地理坐标系采用cgcs2000地理坐标系。

20、本发明还提供一种基于gis的生态脆弱区公路生态敏感性确定系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器内并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述的一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法的步骤。

21、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

22、本发明提供一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法及系统，通过获取目标研究区域的影响生态敏感性的影响因子基础数据，将影响因子基础数据重采样得到预设分辨率的栅格图层数据，按照相同生态敏感性等级划分标准，确定每种影响因子在每种生态敏感性等级下的标准分级范围和标准分级值，生态敏感性等级包括高敏感度、中敏感度、低敏感度以及非敏感，确定每种影响因子的计算权重，根据每种影响因子的栅格图层数据和计算权重，确定出用于量化目标研究区域的生态敏感性的量化值。本申请能够实现对生态脆弱区的生态敏感性的量化研究，为后续公路线路的设计和修建方案作出有利指导。本申请通过层次分析法及arcgis空间加权叠加分析，能够获得公路生态敏感性评价等级与空间分布，识别公路沿线需要保护的敏感目标和路段，进而为确定最优选线方案做出有利指导。

技术特征：

1.一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s5中确定每种影响因子的计算权重wi，具体包括步骤：

3.根据权利要求2所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s5中根据每种影响因子的加权平均数ai和计算权重wi，确定出用于量化所述目标研究区域的生态敏感性的量化值s，具体包括步骤：

4.根据权利要求1所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s1中的植被覆盖度分布数据b7，具体通过如下步骤得到：采用公式vfc＝(ndvi-ndvisoil)/(ndviveg-ndvisoil)确定出所述植被覆盖度分布数据b7；其中，vfc表示目标研究区域的植被覆盖度分布数据，ndvi表示目标研究区域的植被指数，ndvisoil表示目标研究区域的无植被覆盖区域的ndvi值；ndviveg表示目标研究区域的完全被植被覆盖的ndvi值。

5.根据权利要求1所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s1中的土地利用现状分布数据b5，具体通过如下步骤得到：

6.根据权利要求1所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s1中的水源保护分布数据b4，具体通过如下步骤得到：从水源保护专项规划数据库提取一级饮用水水源保护区、二级饮用水水源保护区、准保护区和非保护区的矢量数据，并将所述矢量数据格式转化为shp格式，得到水源保护分布数据b4。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s2中的预设分辨率为30m。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法，其特征在于，所述步骤s2的地理坐标系采用cgcs2000地理坐标系。

9.一种基于gis的生态脆弱区公路生态敏感性确定系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器内并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的一种基于gis的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种基于GIS的生态脆弱区公路的生态敏感性量化方法及系统，通过获取目标研究区域的影响生态敏感性的影响因子基础数据，将影响因子基础数据重采样得到预设分辨率的栅格图层数据，按照相同生态敏感性等级划分标准，确定每种影响因子在每种生态敏感性等级下的标准分级范围和标准分级值，生态敏感性等级包括高敏感度、中敏感度、低敏感度以及非敏感，确定每种影响因子的计算权重，根据每种影响因子的栅格图层数据和计算权重，确定出用于量化目标研究区域的生态敏感性的量化值。本申请能够实现对生态脆弱区的生态敏感性的量化研究，为后续公路线路的设计和修建方案作出有利指导。

技术研发人员：肖雅丹,辛杰,黄泽斌,龚道平,穆程,贺耀北,赵晓文,韦宝婧,罗洁梅,文彦人,王奇文,喻梦杰
受保护的技术使用者：湖南省交通规划勘察设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17