主体功能区规划实施评价与辅助决策：软件系统开发 和使用

主体功能区规划实施评价与辅助决策：软件系统开发 和使用
	曾用价	(咨询特价)
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	(咨询特价)年07月
	开本	16
	著译编者	胡云锋等
	装帧	平装
	页数	161
	字数	(咨询特价)
	ISBN编码	83

　　本书在系统和模块总体设计基础上，依托“高分遥感主体功能区规划实施评价与辅助决策指标(专题产品)体系”研究成果等，应用信息技术，基于经济地理学的基本原理和模型方法，将各种通用和专用的区域评价和区域规划辅助决策模型方法转化为计算机模块，书中对每个模型的模型概念、模型算法、输入输出定义、算法流程图、模型界面等进行了定义、设计和研发论述。

目录
总序前言
第1章 需求分析 1
1.1 总体需求 1
1.2 功能性需求 2
1.3 乏能性需求 7
第2章 系统和模块总体设计 8
2.1 研发背景 8
2.2 研发基础 9
2.3 总体架构 9
2.4 系统模块架构设计 11
2.5 类库结构设计 14
2.6 运行环境 19
第3章 多源数据整合与时空分析关键模型方法 20
3.1 数据空间化与精度评估模型方法 20
3.2 空间格局模型方法 26
3.3 动态变化模型方法 30
3.4 情景模拟模型方法 32
3.5 综合指数评价模型方法 36
第4章 规划实施评价和辅助决策关键模型方法 41
4.1 规划实施评价指标和流程 41
4.2 国土开发强度评价模型 46
4.3 国土开发聚集度评价模型 47
4.4 国土开发均衡度评价模型 48
4.5 城市绿被率评价模型 50
4.6 城市绿化均匀度评价模型 51
4.7 城市热岛评价模型 53
4.8 耕地面积评价模型 54
4.9 农田生产力分级评价模型 55
(咨询特价) 优良生态系统评价模型 56
(咨询特价) 人类扰动指数评价模型 58
第5章 国土开发模块详细设计 60
5.1 国土开发强度 60
5.2 国土开发聚集度 62
5.3 国土开发均衡度 65
第6章 城市环境模块详细设计 67
6.1 城市绿被率 67
6.2 城市绿化均匀度 69
6.3 城市地表温度 71
6.4 城市热岛 73
第7章 耕地保护和生态环境质量模块详细设计 77
7.1 耕地面积 77
7.2 优良生态系统 79
7.3 草地生态系统 81
7.4 人类扰动指数 83
7.5 植被绿度 86
第8章 生态服务功能模块详细设计 88
8.1 载畜压力指数 88
8.2 水土保持能力 91
8.3 水源涵养功能 93
8.4 防风固沙功能 96
第9章 辅助决策模块详细设计 100
9.1 严格调控区县遴选 100
9.2 严格调控网格遴选 102
9.3 推荐开发区县遴选 104
9.4 推荐开发网格遴选 106
9.5 人居环境改善网格遴选 108
9.6 生态治理重点区县遴选 110
9.7 生态治理重点网格遴选 112
第10章 其他类(数据预处理)模块详细设计 114
10.1 成分栅格产品 114
10.2 经济社会数据网格化 116
10.3 分类产品验证 118
10.4 反演产品验证 119
第11章 其他类(空间格局)模块详细设计 122
11.1 人口首位度 122
11.2 工业区位商 124
11.3 经济发展水平差异 126
11.4 土地开发效率 128
11.5 土地资源占用 130
11.6 居民点空间密度 133
11.7 城市发展潜力 135
第12章 其他类(动态变化)模块详细设计 137
12.1 经济发展速率 137
12.2 植被指数变化率 139
12.3 土地变化矩阵 140
第13章 其他类(情景模拟)模块详细设计 144
13.1 GDP情景模拟 144
13.2 LULC情景模拟 146
第14章 其他类(综合评价)模块详细设计 150
14.1 保护力度评价 150
14.2 主体功能提升评价 152
14.3 区域协调性评价 154
第15章 总结 157
参考文献 159


第1章需求分析
　　1.1总体需求
　　本软件系统利用GIS与RS相关的功能模块，对国土开发、城市环境、耕地保护、生态环境质量、生态服务功能、辅助决策等方面重要的模型算法进行归类整合。这些用于国家主体功能区规划实施监测和评价的主要的模型算法迫切需要统一整理、整合利用，并形成相应的软件体系，*终产生一套具有界面友好性、易操作性的软件系统，为科研人员与相关从业人员提供帮助。该系统应当根据模型所需的输入数据，通过已经编写好的内置算法，迅速地计算出可靠的可利用的结果。
　　本软件系统应当具有以下几个基本特性。
　　(1)模块的相互独立性
　　为保证软件的高效开发与运行，本系统应当根据不同的模型算法将软件分成不同的模块。模块与模块之间相互独立。模块化的系统的好处在于，可以根据不同的用户自身的实际需求，选择性地整合利用不同的软件模块，形成相应的子系统，而无须依赖其他模块。
　　(2)模块的接口统一性
　　虽然模块之间是相互独立的，每一个模块可以独立运行，但是部分模块之间却有相互调用的关系，如一个模块的结果数据可能为另一个模块的输入数据。采用统一的软件接口，可以方便程序的整合与其他程序的调用，并为未来的软件升级与功能的扩展提供依据。
　　(3)高效性
　　除了功能性的需求，软件还应当注重运行的性能。由于本系统是依据国家主体功能区的相应研究区研发，研究区的范围较大，而系统的内存却为固定值，因此需要调和解决数据量大和有限的内存之间的矛盾。即便如此，较大的研究区范围也必然会使得软件的运行速度受到制约，在提高软件性能的同时，也应当将每个模块运行的每一步都告知用户，告知当前模型计算所处的步骤。
　　(4)易用性
　　本软件系统应当在重视软件的功能全面性、流程的可控性和技术的先进性的同时，提高软件的易用性。软件易用性包括软件的易理解性、易学习性、易操作性等方面。设计亲和的软件界面，减少复杂的流程设计，配制精简的系统菜单，可以帮助用户提高工作效率，减少不必要的学习成本。
　　1.2功能性需求
　　根据总体需求与研究内容，软件根据主体功能区规划实施监测和评价涉及的七大类模型方法，将软件分成7个一级菜单，一级菜单需求如图1-1所示。
　　图1-1主体功能区规划实施评价与辅助决策软件需求
　　国土开发菜单中应当包括国土开发强度、国土开发聚集度、国土开发均衡度评价指标，用于指示与检测各主体功能区的开发空间布局状况。城市环境菜单中应当设计城市绿被率、城市绿化均匀度、城市地表温度、城市热岛评价指标，用于指示与检测各主体功能区的城市环境的空间布局情况。耕地保护菜单中应当设计耕地面积和农田生产力的统计模块，用于检测各主体功能区的耕地分布情况。生态环境质量模块应当设计植被绿度、优良生态系统、草地生态系统、人类扰动指数指标，用于体现各主体功能区的生态系统空间分布状况，检测生态质量。生态服务功能菜单应当设计载畜压力指数、水源涵养功能、水土保持能力、防风固沙功能指标，用于指示与检测各主体功能区的各种生态服务功能。辅助决策菜单应对***主体功能区的国土开发、人居环境、生态环境等方面的综合发展情况开绽价和决策支持。
　　各二级菜单的功能需求描述如下。
　　(1)国土开发
　　国土开发一级菜单下包括国土开发强度、国土开发聚集度、国土开发均衡度二级菜单(图1-2)。国土开发强度二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区划数据、土地利用数据，计算统计各行政区的国土开发强度。国土开发聚集度二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区数据与土地利用数据，通过八邻域比重卷积法和地类标准法计算相应地区的国土开发聚集度数据。国土开发均衡度二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区划数据，基年与现年的土地利用数据，统计计算相应地区的国土开发均衡度。
　　图1-2国土开发菜单结构
　　(2)城市环境
　　城市环境一级菜单下包括城市绿被率、城市绿化均匀度、城市地表温度、±成市热岛二级菜单(图1-3)。城市绿被率二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区划数据、土地利用数据与绿被数据，统计计算相应地区城市绿被率数据。城市绿化均匀度二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区划数据、城镇面积数据、绿地数据统计算相应地区的城市绿化均匀度。城市地表温度(land surface temperature，LST)二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的LST数据与模板数据(高分数据或Landsat数据)对LST进行降尺度运算，形成高分辨率的LST数据。城市热岛二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的行政区划数据、土地利用数据、地表温度数据，计算各行政区的城市热岛。
　　图1-3城市环境菜单结构
　　(3)耕地保护
　　耕地保护菜单下，只需包括耕地面积模块。耕地面积二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的土地利用数据，生成单位网格，统计计算各网格内的耕地面积。
　　(4)生态环境质量
　　生态环境质量一级菜单下包括优良生态系统、草地生态系统、人类扰动指数、植被绿度二级菜单(图1-4)。优良生态系统二级菜单打开后为一对话框，可以利用各主体功能区的行政区划数据和土地利用数据统计计算相应地区的优良生态系统面积。草地生态系统二级菜单打开后为一对话框，可以通过各主体功能区的土地利用数据，生成单位网格，统计计算各网格内的草地生态系统面积。人类扰动指数二级菜单打开后为一对话框，可以通过利用各主体功能区的行政区划数据和土地利用数据，统计计算相应地区的人类扰动指数。植被绿度二级菜单打开后为一对话框，可以通过遥感影像的红波段和近红外波段计算相应地区的归一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)。
　　图1-4生态环境质量菜单结构
　　(5)生态服务功能
　　生态服务功能一级菜单下包括载畜压力指数、水源涵养功能、水土保持能力、防风固沙功能二级菜单(图1-5)。载畜压力指数二级菜单打开后为一对话框，可以利用主体功能区的行政区划数据、草地实际承载总羊单位数据量数据、土地利用数据、NPP(净初级生产力)数据以及牧草利用率、草地可利用率等相关的参数计算某地区的载畜压力指数数据。水源涵养功能二级菜单打开后为一对话框，可以利用某地区的降水量数据、NDVI数据，以及产流降雨量占降雨量的比例参数，计算该地区的水源涵养功能数据。水土保持能力二级菜单打开后为一对话框，可以通过利用降水侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡长坡度因子、植被覆盖因子、人为管理措施因子等，计算该地区的水土保持能力数据。防风固沙功能二级菜单打开后为一对话框，可以通过利用气象因子、土壤可蚀性因子、土壤结皮因子、地表粗糙度因子、植被因子等，计算该地区的防风固沙功能数据。
　　图1-5生态服务功能菜单结构
　　(6)辅助决策
　　辅助决策一级菜单下包括严格调控区县遴选、严格调控网格遴选、推荐开发区县遴选、推荐开发网格遴选、人居环境改善网格遴选、生态治理重点区县遴选、生态治理重点网格遴选二级菜单(图1-6)，对***主体功能区的国土开发、人居环境、生态环境等方面的综合发展情况开绽价和决策支持。严格调控区县遴选与严格调控网格遴选二级菜单可利用主体功能区的土地利用数据、人口数据等遴选严格调控区域。推荐开发区县遴选与推荐开发网格遴选二级菜单打开后为一对话框，可利用主体功能区的土地利用数据等遴选推荐开发区域。人居环境改善网格遴选二级菜单打开后为一对话框，可以根据各主体功能区的绿地数据、地表温度数据等遴选人居环境改善区域。生态治理重点区县遴选与生态治理重点网格遴选二级菜单打开后为一对话框，可根据NDVI、NPP、水源涵养功能、水土保持能力、防风固沙功能等数据遴选生态治理重点区域。
　　图1-6辅助决策菜单结构
　　(7)其他
　　其他一级菜单下包括数据预处理、空间格局、动态变化、情景模拟、综合评1级菜单(图1-7)，并在其二级菜单后增加相应的功能。
　　图1-7其他菜单结构