一种自动分析绿地最小宽度和最小规模绿地面积的方法与流程

本发明涉及城市居住区规划和管理领域，特别涉及一种基于地理信息系统(gis)的居住区规划中满足最小宽度标准的绿地面积计算方法。

背景技术：

城市公共绿地作为城市重要的生态、社会服务资源与城市人居环境品质以及市民游憩、健身、社会交往活动的开展密切相关。在快速城镇化的“增量扩张期”，城市公共绿地忽视对基地现状与使用者客观需求的针对性识别和尊重，造成公园绿地空间分布不均、服务效率不高，进而引发城市公共绿地资源整体配置公平性的社会分异问题。

随着新版《城市居住区规划设计标准》正式实施，生活圈正式成为城市规划设计的标准。其中规定了15分钟、10分钟、5分钟生活圈公共绿地的人均面积、最小面积及最小宽度，还规定了15分钟、10分钟、5分钟生活圈公共绿地的人均面积、最小面积及最小宽度，如表1：

表1

技术实现要素：

本发明目的是：基于地理信息系统(gis)计算符合绿地标准的绿地面积方法，以解决传统方法的或成本较高或成果不精确的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种自动分析绿地最小宽度和最小规模绿地面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在地理信息系统中导入区域绿地规划图，调整坐标系为投影坐标系，然后对给定的gis矢量地图中的绿地地块进行编码，每个绿地地块都对应唯一一个id，第i块绿地地块的id值记作i，i＝1,2,3,…,n，n表示绿地地块的总数；

步骤2、计算每个绿地地块最小绿地宽度，则计算任一绿地地块的最小绿地宽度包括以下步骤：

步骤2.1、在待计算的绿地地块的gis矢量地图中，利用arcgis编辑工具集增密工具设置间距，并将相邻边界点相连，得到贴合绿地地块形状的多边形；

步骤2.2、利用地理信息系统的相交工具将步骤2得到的多边形与对应的原绿地地块图形作交集得到m个交点，设第j个交点为aj，j＝1,2,3,…,m；

步骤2.3、通过地理信息系统的属性表计算步骤3得到的m个交点的坐标，则第j个交点为aj的坐标为(xj,yj)，将所有m个交点都导出到excel里进行计算，计算得到直线ajaj+1的斜率其中，(xj+1,yj+1)为第j+1个交点aj+1的坐标；再根据垂直线段的斜率公式和已知第j个交点为aj为垂足点得到直线ajaj+1的垂线方程为确定垂线上的点，设垂线上任意一点d的横坐标为xj+1，由垂线方程计算出点d的纵坐标为：

步骤2.4、将上述excel中计算的第j个交点为aj和点d再导入地理信息系统，利用点集转线工具作直线ajaj+1的垂线ajd，使用延长线工具将垂线ajd延长令其与步骤2.1得到的多边形相交，得到第j个交点为aj对应的绿地宽度，利用步骤2.3及步骤2.4得到m个交点对应的绿地宽度；

步骤2.5、取m个交点对应的绿地宽度中的最小值最为当前绿地地块的最小绿地宽度；

步骤3、将n块绿地地块进行分组排序，筛选出最小绿地宽度满足最小宽度要求的绿地地块，设得到绿地地块的总数为k，计算k块绿地地块各自的面积；

步骤4、通过遍历k块绿地地块，基于每块绿地地块的面积筛选出满足最小绿地规模的绿地，并计算所有满足最小规模绿地的绿地地块的总面积。

本发明提供一种有效计算绿地最小宽度以及满足最小宽度标准绿地面积的方法，并以此为依据指导公共绿地的规划建设与管理调节，改善、提升城市公共绿地资源的服务水平，既尊重、顺应城市发展的客观规律也符合城市居民的切实利益，在城镇化发展的“存量优化期”也具有重要现实意义。

本发明提出的对居住区规划中绿地面积的计算方法行之有效，其计算步骤精确且便捷，具有较强的创新性。本发明在gis中通过遍历绿地宽度计算绿地最小宽度的方法实现符合最小规模的公共绿地用地区域面积自动化计算后，基本计算为各符合规范要求的绿地用地面积求和，实现简单，不需借助复杂方程，计算速度较快，十分便捷；本发明便于gis来实现，区域面积计算是gis的基本功能。本发明能客观定量的评估一个城市绿地用地的情况，同时对城市绿地系统规划起到一定的参考作用。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2至图5为本发明的过程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明提供了一种自动分析绿地最小宽度和最小规模绿地面积的方法包括以下步骤：

步骤1、在地理信息系统(以下简称gis)中导入区域绿地规划图，调整坐标系为投影坐标系，然后对给定的gis矢量地图中的绿地地块进行编码，每个绿地地块都对应唯一一个id，第i块绿地地块的id值记作i，i＝1,2,3,…,n，n表示绿地地块的总数；

步骤2、计算每个绿地地块最小绿地宽度，则计算任一绿地地块的最小绿地宽度包括以下步骤：

步骤2.1、在待计算的绿地地块的gis矢量地图中，利用arcgis编辑工具集增密工具(本实施例中为arctoolbox-editingtools-densify工具)设置间距，本实施例中间距设置为1米，并将相邻边界点相连，得到贴合绿地地块形状的如图2所示的多边形。

步骤2.2、利用gis的相交工具(本实施例中为arctoolbox-datamanagementtools-features-featureverticestopoints)将步骤2得到的多边形与对应的原绿地地块图形根据要素转点取交集，得到m个交点，设第j个交点为aj，j＝1,2,3,…,m；

步骤2.3、通过地理信息系统的属性表计算步骤3得到的m个交点的坐标。在本实施例中，打开arctoolbox-datamanagementtools-features-addxycoordinates工具，输入步骤2.2得到的交集，得到m个交点的坐标，设第j个交点为aj的坐标为(xj,yj)。将所有m个交点都导出到excel里进行计算，计算得到直线ajaj+1的斜率其中，(xj+1,yj+1)为第j+1个交点aj+1的坐标；再根据垂直线段的斜率公式和已知第j个交点为aj为垂足点得到直线ajaj+1的垂线方程为确定垂线上的点，设垂线上任意一点d的横坐标为xj+1，由垂线方程计算出点d的纵坐标为：

步骤2.4、将上述excel中计算的第j个交点为aj和点d再导入gis，利用点集转线工具(本实施例中为arctoolbox-datamanagementtools-features-xytoline工具)作直线ajaj+1的垂线ajd，得到如图3所示的结果。使用延长线工具将垂线ajd延长令其与步骤2.1得到的多边形相交，得到第j个交点为aj对应的绿地宽度，利用步骤2.3及步骤2.4得到m个交点对应的绿地宽度；

步骤2.5、取m个交点对应的绿地宽度中的最小值最为当前绿地地块的最小绿地宽度；

在本实施例中，选择arctoolbox-editingtools-extendline中输入需要延长的大致长度，使其与步骤2.1的多边形相交。本实施例中输入的延长长度为100，符合用途要求的情况下输入数值尽量小，以减少程序计算速度，得到结果如图4所示。再用arctoolbox-analysistools-clip工具裁剪掉多余线段，输入延长后的图形数据export_output_3_xytoliine3，将裁剪范围定为多边形，即得到绿地多边形众多宽长即export_output_3_xytoliine3_cl，再遍历宽度得到绿地对应的最小宽度，如图5所示。

步骤3、将n块绿地地块进行分组排序，筛选出最小绿地宽度满足最小宽度要求的绿地地块，设得到绿地地块的总数为k，计算k块绿地地块各自的面积；

步骤4、通过遍历k块绿地地块，基于每块绿地地块的面积筛选出满足最小绿地规模的绿地，例如15分钟生活圈居住区规划里，筛选面积>5公顷的绿地地块，10分钟生活圈居住区，筛选面积>1公顷的绿地地块，5分钟生活圈居住区筛选面积>0.4公顷的绿地地块。同时，计算所有满足最小规模绿地的绿地地块的总面积。

本发明计算步骤精确且便捷，计算速度快，从上述步骤可看出，在gis中通过优化面积计算方法实现符合要求的绿地面积自动化计算后，基本计算为符合要求的绿地面积求和，实现简单，不需借助复杂方程。能客观定量的评估一个城市绿地规模及其服务范围的情况，同时对城市绿地规划起到一定的参考作用。