CN106530170A - 一种区域生态保护红线的边界优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种区域生态保护红线的边界优化方法,所述方法包括以下步骤:获取区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果;对获取的数据进行预处理;将生态保护红线评价初步结果中的斑块进行聚合;提取与生态保护红线评价初步结果相交的土地利用调查数据;在提取的土地利用调查数据中,将具有同一地类属性的斑块进行合并;再对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分,并扣除非生态保护红线用地,得到经过初步修正的生态保护红线;基于区域地理信息数据和高精度遥感影像,进一步修正生态保护红线边界,得到最终优化的区域生态保护红线。通过上述方法提高了现有生态保护红线划定的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及地理信息技术领域,尤其涉及区域生态保护红线的边界优化方法。
背景技术
随着工业化和城镇化的快速发展,我国生态环境问题日益突出,生态破坏与生态恶化的趋势尚未得到根本扭转。为加强生态保护,我国相继建立了各类生态保护区,陆续开展了全国生态功能区划、生态脆弱区、重点生态功能区建设规划、生物多样性维护战略与行动计划等工作,对最具生态价值和保护意义的区域进行了划定、分级与规划。然而,各类保护区存在着空间重叠、布局不够合理、保护目标单一、重点不突出、划分不够科学***等问题,受保护地区面积过大或界线不合理导致难以实施严格管理,造成我国部分地区生态保护与经济社会发展矛盾冲突,开发建设与保护两难,未能形成确保国家生态安全与区域社会经济协调发展的优化布局与统一格局。
生态保护红线是依法在重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等区域划定的严格管控边界,是国家和区域生态安全的底线。生态保护红线区对于维护生态安全格局、保障生态***功能、支撑经济社会可持续发展具有重要作用。受数据精度、区域面积、保护价值、土地利用现状及规划等多因素的制约,生态保护红线边界确定具有一定的不确定性,目前针对红线边界进行内业优化调整的技术方法亦很少。各类区划如《全国主体功能区规划》是基于行政区边界确定的功能区划,区划内的某些区域并不具备所处功能区的生态***功能或生态保护价值。《全国生态功能区划(修编版)》、《全国生态脆弱区保护规划纲要》等都是基于生态功能评价、生态敏感性评价,借助区划的概念进行划分的,分辨率较低,地面勘界的可操作性较差。生态保护红线要求既要划得出,又要守得住,必须具有明确的边界,如何高效、合理地优化和调整区域生态保护红线边界范围成为目前的难点。鉴于上述问题,急需提供一种能形成切合实际、边界清晰准确、生态完整性与景观连通性较好的生态保护红线的优化方法。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种区域生态保护红线边界的优化方法,用以解决现有生态保护红线边界具有不确定性,且分辨率和准确性较低,地面勘界的可操作性较差等问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
提供一种区域生态保护红线的边界优化方法,包括以下步骤:
步骤S1.获取区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果;
步骤S2.对步骤S1中获取的数据进行预处理;
步骤S3.将生态保护红线评价初步结果中的斑块进行聚合;提取与生态保护红线评价初步结果相交的土地利用调查数据;在提取的土地利用调查数据中,将具有同一地类属性的斑块进行合并;再对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分,并扣除非生态保护红线用地,得到经过初步修正的生态保护红线;
步骤S4.基于区域地理信息数据和高精度遥感影像,进一步修正生态保护红线边界,得到最终优化的区域生态保护红线。
其中,
步骤S1中所述区域地理信息数据包括:基础地理信息数据、遥感影像、规划数据;所述基础地理信息数据进一步包括行政区边界、水系、道路信息等。
步骤S2中的预处理,进一步包括:
对区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果进行坐标转换和投影转换。
步骤S3中,所述拆分是将土地利用调查数据与经过斑块聚合的生态保护红线评价初步结果进行标识叠加,经过标识叠加后的数据同时包括叠加前的土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果的属性特征。
在对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分后,还包括:对土地利用调查数据边界斑块进行取舍处理的步骤,以及删除土地利用调查数据中的破碎斑块的步骤。
上述边界斑块取舍处理进一步包括:
计算拆分后各土地利用调查数据多边形的面积;计算拆分后多边形占原多边形的面积比例;将拆分结果中位于生态保护红线评价初步结果范围内且面积百分比小于设定阈值的多边形删除。
上述删除土地利用调查数据中的破碎斑块具体是删除设定阈值以下的独立图斑。
步骤S4中,可以采用交互式矢量化的方法进行修正。
本发明有益效果如下:
在基于客观评价的基础上,结合各类功能区划和明确的自然地理边界,提高了单纯区划的分辨率和准确性,可形成切合实际、边界清晰、生态完整性与景观连通性较好的生态保护红线电子矢量图,为实地勘界提供参考,减少野外工作量。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分的从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为实现区域生态保护红线边界优化的流程图;
图2为邻近图斑聚合的示意图;
图3为标识叠加的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本发明的一个具体实施例,公开了一种区域生态保护红线的边界优化方法,如图1,具体包括以下步骤:
步骤S1.获取区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果。
其中,区域地理信息数据具体包括:
以县级单元为单位的基础地理信息数据(行政区边界、水系、道路等)、遥感影像、规划数据(土地利用规划、城乡发展规划、能源勘探及开发利用规划、旅游规划等)等。
实施例中,所述土地利用调查数据采用第二次全国土地调查数据,该数据是shape格式的数据,具有地类属性。所述生态保护红线评价初步结果是基于《生态保护红线划定技术指南》得到的Grid格式的数据。
步骤S2.对步骤S1中获取的数据进行预处理,具体包括:
子步骤S21.对区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果进行坐标转换和投影转换,以统一坐标系和投影方式。经过坐标转换和投影转换后的生态保护红线评价初步结果数据与基础地理信息数据,可实现空间上的叠加操作。
子步骤S22.通过数据格式转换,统一数据格式。
利用ArcGIS软件中的Conversion Tools将经过坐标和投影转换后的生态保护红线评价初步结果(Grid格式)转换为矢量数据(Shape格式),将转换结果输出到新图层。
步骤S3.将生态保护红线评价初步结果中的斑块进行聚合;提取与生态保护红线评价初步结果相交的土地利用调查数据;在提取的土地利用调查数据中,将具有同一地类属性的斑块进行合并;再对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分;并扣除非生态保护红线用地,得到经过初步修正的生态保护红线。其中,在对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分后,实施例中还包括对土地利用调查数据边界斑块进行取舍处理、删除土地利用调查数据中的破碎斑块。
步骤S3具体包括:
S31.将生态保护红线评价初步结果中的邻近图斑进行聚合。
生态保护红线评价初步结果斑块破碎化较为严重,不符合景观完整性和连通性的要求,因此需要进行斑块融合处理,将一定距离范围内的细小斑块融合成一个斑块,从而去掉游离的细碎斑块。融合处理后使得生态保护红线区相对较完整(图2),破碎问题得到一定程度上的解决,减少了行政区内生态保护红线的斑块数量,便于后续对生态保护红线区的管理。
本实施例采取的聚合工具是ArcGIS软件中ArcToolbox下的Cartography Tools中的Aggregate Polygons功能。采用上述聚合工具将相对聚集或邻近的图斑聚合为相对完整的连片图斑,本实施例中设定的聚合距离为250m,最小孔洞大小为1km2。但是,本发明并不限于上述聚合距离和孔洞大小,各行政区可根据图斑的破碎化程度和辖区面积适当调整。
S32.基于上述斑块聚合后的生态保护红线评价初步结果的矢量数据和土地利用调查数据,提取与生态保护红线评价初步结果相交的土地利用调查数据。
具体地,将上述生态保护红线评价初步结果的矢量数据与步骤S1中获得的土地利用调查数据加载到同一图层,提取与矢量数据相交的土地利用调查数据,将提取结果输出到新图层,作为涉及生态保护红线评价初步结果的土地利用数据。
S33.将上述提取的土地利用调查数据中具有同一地类属性的斑块进行合并,从而将类型相同的土地利用斑块合并成一个大斑块。
S34.对上述经过属性合并后土地利用调查数据的边界斑块进行拆分。
经过S33步骤处理后的土地利用调查数据,有部分多边形位于经过图斑聚合后的生态保护红线评价初步结果(矢量数据)的边缘,有的是林地等适宜划入生态保护红线的类型,有的是农田等不适宜划入生态保护红线的类型;有的面积大部分位于初步结果的范围内,有的只有很小一部分位于初步结果内。因此,实施例将土地利用调查数据的边界斑块进行拆分处理,所述拆分是指将土地利用调查数据与经过斑块聚合的生态保护红线评价初步结果进行标识叠加。所述标识叠加的原理是计算上述土地利用调查数据与经过聚合的生态保护红线评价初步结果(矢量数据)的交集,叠加后的数据同时包括叠加前的土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果的属性特征(叠加处理示意图如图3),这样处理后将两者边界处的土地利用调查数据多边形由一个变成两个。一个多边形位于评价结果范围内,一个多边形位于评价结果范围外,并将拆分结果输出到新的图层。实施例采用的标识叠加工具是ArcGIS软件中ArcToolbox下的Analysis tools中的Overlay-Identity功能。
S35.对土地利用调查数据进行边界斑块取舍处理。
具体地,包括计算拆分后各土地利用调查数据多边形的面积;
计算拆分后多边形占原多边形的面积比例;
将拆分结果中位于评价结果范围内且面积百分比小于设定阈值(实施例中阈值取50%)的多边形直接删除。所述面积百分比阈值可根据行政区大小进行适当调整。
S36.删除土地利用调查数据中的破碎斑块。
经过S35步骤处理后的土地利用调查数据中包含较多细小、独立的斑块。本实施例中,将阈值1km2以下的独立图斑删除(若细小斑块为重要物种栖息地或其他具有重要生态保护价值的区域则予以保留)。删除图斑的面积阈值可根据行政区面积大小进行适当调整,本发明并不局限于1km2。
S37.扣除非生态保护红线用地。
根据步骤S1中获取的基础地理信息数据、土地利用调查数据等资料,将S36步骤处理后的土地利用调查数据扣除城市、建制镇、工业开发、矿产开发等建设用地(扣除在产的大规模采矿用地,对于废弃的采矿用地根据保持生态完整性需要,可予以保留并进行生态修复)和集中连片农田。其中,为了保证斑块的完整性,面积较小的村庄、农田、采矿废弃地等地块可予以保留。
经过上述针对各数据斑块处理后的土地利用调查数据,得到了初步修正的生态保护红线矢量数据。
步骤S4.基于地理信息数据和高精度遥感影像,进一步修正生态保护红线初步划定边界,得到最终优化的区域生态保护红线。
将经过S37步骤处理初步修正的生态保护红线矢量数据与高精度遥感影像相叠加,并参考土地利用调查数据和基础地理信息数据中的的地类图斑、线状地物图层、注记图层、行政区划等属性信息,采用交互式矢量化的形式,调整红线边界,得到最终优化的区域生态保护红线。
具体调整内容如下:
①当红线斑块范围跨越不同的土地利用类型时,将红线沿土地利用类型边界进行调整;
②当红线数据跨越县级以上公路(包括规划)等线性斑块时,为保持景观连通性,将红线斑块沿着线性斑块两侧进行分割;
③当红线斑块范围跨越不同的植被类型时,保留红线斑块所属范围较大植被类型的区域;
④当红线斑块落在大型山脉或山体区域时,沿着山体轮廓或沟谷走向进行边界调整;
⑤当红线斑块落在重点流域或重要景观时,可沿沟谷线、山脊线等分界线进行边界调整。
调整红线边界后,得到修正后的生态保护红线的矢量数据。将生态保护红线数据与基础地理信息数据相叠加,调整制图,得到某个行政区内生态保护红线的具体分布图。此图在空间上有坐标***,在数据属性表中有各个斑块对应的土地利用类型,可为生态保护红线野外勘测定界提供重要参考。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法的全部或部分流程,可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中,所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1.获取区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果;
步骤S2.对步骤S1中获取的数据进行预处理;
步骤S3.将生态保护红线评价初步结果中的斑块进行聚合;提取与生态保护红线评价初步结果相交的土地利用调查数据;在提取的土地利用调查数据中,将具有同一地类属性的斑块进行合并;再对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分,并扣除非生态保护红线用地,得到经过初步修正的生态保护红线;
步骤S4.基于区域地理信息数据和遥感影像,进一步修正生态保护红线边界,得到最终优化的区域生态保护红线。
2.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,所述区域地理信息数据包括:基础地理信息数据、遥感影像、规划数据;所述基础地理信息数据进一步包括行政区边界、水系、道路信息。
3.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,步骤S2中的预处理,进一步包括:
对区域地理信息数据、土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果进行坐标转换和投影转换。
4.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,步骤S3中,所述拆分是将土地利用调查数据与经过斑块聚合的生态保护红线评价初步结果进行标识叠加,经过标识叠加后的数据同时包括叠加前的土地利用调查数据和生态保护红线评价初步结果的属性特征。
5.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,步骤S3中,在对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分后,还包括对土地利用调查数据边界斑块进行取舍处理的步骤。
6.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,步骤S3中,在对土地利用调查数据的边界斑块进行拆分后,还包括删除土地利用调查数据中的破碎斑块的步骤。
7.根据权利要求5所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,所述边界斑块取舍处理进一步包括:
计算拆分后各土地利用调查数据多边形的面积;
计算拆分后多边形占原多边形的面积比例;
将拆分结果中位于生态保护红线评价初步结果范围内且面积百分比小于设定阈值的多边形删除。
8.根据权利要求6所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,删除土地利用调查数据中的破碎斑块具体是删除设定阈值以下的独立图斑。
9.根据权利要求1所述的区域生态保护红线的边界优化方法,其特征在于,步骤S4中采用交互式矢量化的方法进行修正。
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