[发明专利]一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型

权利要求书

1.一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型，其特征在于：该生态数学模型的建立步骤如下：

S1：提取城市结构中的社会效益值、经济效益值以及自然环境效益值，分别作为向量X、Y、Z，建立城市生态系统三维坐标模型；

S2：P₀、P₁、P₂分别代表三个不同的城市，P₀、P₁、P₂三点对应的坐标值为(x₀，y₀，z₀)、(x₁，y₁，z₁)和(x₂，y₂，z₂)；

S3：以P₀、P₁、P₂三个城市综合生态系统指标值由该点与三维坐标的原点O连线为对角线的长方体的体积确定，建立基于城市结构的生态数学模型，通过比较X₀·Y₀·Z₀、X₂·Y₂·Z₂和X₁·Y₁·Z₁的大小确定城市生态系统综合效益的优劣。

2.根据权利要求1所述的一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型，其特征在于：所述步骤S1中，以城市结构中的各级指标数值作为生态模型的基础，其计算公式为：

当指标现状值大于生态水平越高时，

当指标现状值小于生态水平越高时，

式中，x_si、y_si、z_si分别为社会效益值、经济效益值以及自然环境效益值的标准值，x_i、y_i、z_i分别为社会效益值、经济效益值以及自然环境效益值的现状值，Max[x_i]、Max[y_i]、Max[z_i]为所选相关城市指标中最大值乘以1.05，Min[x_i]、Min[y_i]、Min[z_i]为所选相关城市指标中最小值乘以1.05。

3.根据权利要求1所述的一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型，其特征在于：所述步骤S3中，采用模糊数学方法拟定城市生态模型的健康评价模型对所建立的生态数学模型进行评价，具体的，Z＝W·U，其中Z为城市生态数学模型健康的评价结果，W为五个健康评价要素对城市结构总体健康程度的权重矩阵，即W＝(W₁,W₂,W₃,W₄,W₅)，U为各个生态系统健康评价要素对各级健康标准的隶属度矩阵：

式中，U_mn——第m个健康评价要素对第n级健康标准的隶属矩阵，m＝5，n＝5。

4.根据权利要求3所述的一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型，其特征在于：所述健康评价要素为城市结构中的活力、组织结构、恢复力、服务功能以及动态变化。

5.根据权利要求4所述的一种基于城市本体建立城市结构的生态数学模型，其特征在于：所述活力包括城市人均GDP、能源消费弹性系数、森林覆盖率、建成区绿化覆盖率以及城市居民平均就业人口，所述组织结构包括城市人口失业率、进出口总值、第三产业占GDP比重、财政收入占GDP比重，所述恢复力包括工业废水排放达标率、工业二氧化硫排放量以及工业固废综合利用率，所述服务功能包括人均住宅面积、人均道路面积、人均公共绿地面积以及用水普及率，所述动态变化包括城市人口死亡率、恩格尔系数以及城市城口自然增长率。