[发明专利]城市建设用地形态紧凑度的测度方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种城市建设用地形态紧凑度的测度方法、系统及存储介质，所述方法包括：获取研究区域的用地斑块数据；对用地斑块数据进行矢量化处理，得到用地斑块矢量数据；将用地斑块矢量数据通过栅格化技术进行处理，并筛选出符合标准的用地单元格；对用地单元格进行网络分析，得到用地单元格之间的几何连线；根据用地单元格之间的几何连线和端点信息，计算用地单元格之间的平均距离，以及计算用地斑块总面积；根据用地单元格之间的平均距离和用地斑块总面积，获得研究区域城市建设用地的形态紧凑度指数。本发明解决了非连续性城市建设用地的形态紧凑度的测度问题，同时有利于确立紧凑度指标，对促进资源的高效配置起到重要作用。

技术领域

本发明涉及一种紧凑度的测度方法，尤其是一种城市建设用地形态紧凑度的测度方法、系统及存储介质，属于城市建设用地形态测度的技术领域。

背景技术

随着技术的提高和城市化的进程，城市用地快速扩张，在这个过程中，伴随着建设用地的非连续性蔓延和低效利用。而城市蔓延带来了资源浪费、生态破坏等问题。

20世纪60年代，针对城市蔓延问题，欧美学者提出了紧凑城市、精明增长等发展理论，包含了“提高城市密度、促进土地利用的功能混合以及鼓励公交出行”等发展内涵。近年来我国城市化水平快速提高，城市蔓延等土地问题逐渐凸显。随着我国经济步入新常态，土地利用由增量开发转存量开发，城市用地布局的集约性和紧凑性受到越来越多的关注，管理者开始通过各类用地指标对土地利用进行控制，对土地利用的高效性也提出更多的要求。今后的土地管理将逐渐向科学化、精细化的方向发展，而如何测度城市用地的紧凑度成为首要问题，因此有必要通过量化的指标来对城市的用地紧凑度进行评价。

用地紧凑度一直受到学者的关注，对紧凑度的不同定义会导致不同的评价结果，对紧凑度评价方法的确定至关重要。传统的研究方法侧重于将圆作为紧凑度的标准度量形状，从形态角度对用地整体进行评价。RICHARDSON(1961)将圆形作为标准度量形状，提出(其中A为面积，P为周长)，COLE(1964)则以最小外接圆面积为标准来衡量城市的形状特征，并提出紧凑度＝A/A’(其中A为区域面积，A’为最小外接圆面积)。

随着信息技术的发展，对用地数据获取的精度增加，处理方式也更加多样，应用较广的有两种测度方法。

第一种测度方法由BATTY(2001)提出，称为紧凑度d/d_m，通过城市用地斑块的平均距离(d)与最大距离(d_max)的比值来衡量城市紧凑度，公式为d/d_max。该方法的不足之处在于它忽视了绝对距离于紧凑度的影响，忽略斑块大小，假设有一个由四个斑块组成的正方形城市，无论其边长为1还是2，其紧凑度都是相同的，如图1和图2所示。前者由[(1+1+1+1+1.414+1.414)/6]/1.414计算得到，为0.791，后者由[(2+2+2+2+2.818+2.818)/6]/2.818计算得到，也为0.791。这明显有悖于前者紧凑度高于后者的事实。

第二种测度方法通过用地斑块面积a和周长p来测度称为紧凑度p/a，计算公式为紧凑度p/a＝[(a/π)^1/2]/(p/2π)。其中p为城市轮廓周长，该方法考虑了用地斑块大小对于紧凑度的影响，但其缺陷在于，没有考虑距离的影响。假设有一个由四个面积相等的斑块组成的正方形城市，无论其间隔是1还是2，由于其斑块的面积和周长固定，其紧凑度都不变，如图3和图4所示，这也与前者紧凑度高于后者的事实相悖。

上述两种方法都有共同的缺点，即忽视了城市建设用地斑块的绝对距离，从而对城市建设用地蔓延区域和非连续区域紧凑度的测度存在较大误差。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种城市建设用地形态紧凑度的测度方法，该方法通过建设用地斑块平均距离和面积的关系，测度建设用地形态紧凑度，解决了非连续性城市建设用地的形态紧凑度的测度问题。