[发明专利]一种生态系统服务价值最优化的MCR城市扩张模拟方法

说明书

本发明涉及一种生态系统服务价值最优化的MCR城市扩张模拟方法，将MCR最小累计阻力模型应用于城市扩张模拟中，通过传统的权重定值和情景模拟方法的优化，实现了以生态系统服务价值优化为导向的城市扩张模拟。该扩张模型能够依据客观数据及统计方法模拟在生态系统服务价值最优化下的城市扩张模拟情景，使模型模拟结果可重现，同时能够进行价值优化水平的量化评价。

技术领域

本发明涉及一种生态系统服务价值最优化的MCR城市扩张模拟方法。

背景技术

由于城市扩张的不合理，环境承载水平弱化、耕地储备资源降低、生态环境 质量下降等严峻问题，城市生态系统的可持续面临着巨大的考验。为了对城市扩 张及其影响进行预估，学者采用了空间扩张模型对城市扩张进程进行模拟。如 CA模型、多智能体模型、MCR最小累计阻力模型模型、CLUS-S模型等，并且有 由单体模型向集成模型转变的研究发展趋势。

在现有城市扩张模拟模型的运作中，主要存在以下两方面问题。一方面，权 重系数的确定对构建合理可用的城市扩张模拟模型具有重要影响。在现有城市扩 张模拟模型的权重确定环节，多数学者采用诸如专家打分法、层次分析法、模糊 分析法等相对定性或较为主观的界定方法。这些方法未能实现模型构建的相对客 观化，导致模型模拟的结果难免受到一定程度的人为参与影响。另一方面，在空 间扩张模型的情景方案设计环节，鲜有学者考虑到将生态系统服务价值这一重要 约束条件嵌入到城市扩张情景之中，导致模型模拟方案较难通过实际的量化成果 进行表达。

此外，城市扩张的情景模拟是理解城市化、支撑城市规划建设与管理的有效 工具，能够有针对性地实现城市空间格局的优化提升。虽然学者在进行城市扩张 情景中设定了多导向的发展目标，但目标间往往相互独立，对土地、经济、生态 等目标情景间的关联分析和综合考虑尚有欠缺。城市扩张是在多因素共同作用下 进行的，仅考虑某一目标的独立发展往往与城市的实际发展情况脱节，也难以支 撑城市规划决策的进行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生态系统服务价值最优化的MCR城 市扩张模拟方法，能够依据客观数据及统计方法模拟在生态系统服务价值最优化 下的城市扩张模拟情景，使模型模拟结果可重现，同时能够进行价值优化水平的 量化评价。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种生态系统服务价值最优化的MCR城市扩张模拟方法，包括以下步骤:

步骤S1:获取城市扩张的空间影响因素，并构建城市扩张阻力指标体系；

步骤S2:采用概率转化的方法计算城市扩张阻力指标权重；

步骤S3:通过城市扩张阻力指标的加权求和得到研究区的城市扩张阻力值分布图；

步骤S4:根据得到的城市扩张阻力值分布图，对非建设用地栅格依照阻力值从 小到大进行排序，构建MCR最小累计阻力模型；

步骤S5:对MCR最小累计阻力模型的阻力值栅格进行筛选，直至面积满足研 究年份的城市扩张规模，并输出模拟情景；

步骤S6:结合城市扩张规模预测，设定生态系统服务价值提升的城市扩张约束 条件，并结合MCR最小累计阻力模型，得到生态系统服务价值最优化下的城市 扩张模拟情景

进一步的，所述步骤S1具体为:

步骤S11:结合遥感影像图提取与城市扩张相关的空间影响因素，根据指标参数特征划分属性区间；

步骤S12:对空间影响因素进行矢量化，绘制空间矢量数据集，构建城市扩张阻 力指标体系。

进一步的，所述步骤S2具体为:

步骤S21:根据土地利用现状图进行土地利用变化分析，构建土地利用转移矩 阵；