蓝绿融合的空间模型

1.本实用新型涉及生态城市建设技术领域，特别是涉及一种蓝绿融合的空间模型。


背景技术：

2.蓝绿融合空间指城市内水体和绿地两种生态元素的总称，“蓝色空间”指城市内所有自然及人工区域，包括：河渠、湖泊、水库、湿地等；“绿色空间”指城市区内所有植被覆盖的区域，包括：山体、林地、农田、草地和生态廊道，以及城市中大型绿地、带状绿地、防护绿带与公共开放空间等。
3.蓝绿融合空间是城市生态网络建设与景观塑造的主要对象，其建设质量直接影响着城市生态宜居环境与生态建设。在快速化城市建设当中，“蓝绿”空间建设都是分别进行，长期以来在城市实际建设中，蓝绿分治、水岸分建，造成了蓝绿断裂、水岸分割等诸多问题，加剧了蓝绿生态格局的演变，使得城市生态的完整性存在“空缺”，缺乏相互融合，生态效应与生态协同服务功能未能体现，生态美丽特色难以彰显。并且，城市化建设中导致蓝绿生态要素受损，引发了城市水文循环，环境污染，热岛、干岛、雨岛气候加剧，水土流失，自然生境侵蚀等系列生态问题，严重制约城市生态宜居环境的建设质量。并且，关于城市蓝绿空间规划设计的评价并没有建立一套完整的指标体系，在评价蓝绿空间的水体和绿地环境的体系也只是简单的应用了河道或者公园等相关的指标体系套用在新时期蓝绿空间上，但是，这并不与蓝绿融合的空间结构与生态功能相互契合。
4.在城市化的过程中，水利、绿化、景观各专业规划割裂严重，导致城市道路绿地频繁修缮及反复建设，极大的影响当地居民的生活及生产。目前城市规划或者景观设计等相关专业在城市建设过程中，仅考虑水体和绿地两块单独的部分。而且现有关于城市河道、公园等评价指标体系的建立及研究，同样是将水体和绿地分割开来进行评价，没有将二者结合作为一个整体进行蓝绿融合的系统性评价，在规划过程中未考虑规划协调性与城市生态系统的综合性，缺乏科学指标作为基础依据，无法将蓝绿融合的空间结构与生态功能用合适的指标体系来进行评价，因而不能体现出人与自然和谐共生的城市生态系统中蓝绿环境对于人们生活的影响，无法在日后的规划设计中开展蓝绿融合的建设，无法从根本上提高人居环境质量。同时，目前的指标评价体系缺少可靠的数据评价指标，不能对城市设计中蓝空间和绿空间结合为一体的和谐性与蓝绿融合系统的健康性进行评价。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对传统的蓝绿融合空间建设缺乏的问题，构建一种简单实用的蓝绿融合的空间模型。
6.一种蓝绿融合的空间模型，包括绿色空间、水陆交错带与蓝色空间，所述水陆交错带连接所述绿色空间与蓝色空间，位于所述绿色空间与蓝色空间之间，所述绿色空间的水平高度大于所述蓝色空间的水平高度。
7.进一步的，所述绿色空间为被植被所覆盖与围合的空间。
8.进一步的，所述绿色空间包括公园、居住绿地、道路绿地、生产防护绿地与林地，所述生产防护绿地位于靠近所述水陆交错带的一侧，所述公园与所述生产防护绿地接壤，并位于所述生产防护绿地远离所述水陆交错带的一侧，所述林地与所述公园接壤，并位于所述公园远离所述生产防护绿地的一侧，所述道路绿地与所述林地接壤，并位于所述林地远离所述公园的一侧，所述居住绿地与所述道路绿地接壤，并位于所述道路绿地远离所述林地的一侧。
9.进一步的，所述水陆交错带为陆地与水域之间物质传输、能量转换与信息交换的过渡带。
10.进一步的，所述水陆交错带包括硬质岸线、生态岸线与滨水绿地，所述硬质岸线与所述生态岸线接壤，且与所述生态岸线位于所述绿色空间与所述蓝色空间之间，所述滨水绿地位于所述生态岸线之中。
11.进一步的，所述蓝色空间包括湿地、滨水绿地与蓝色廊道所构成的复合空间。
12.进一步的，所述湿地包括河流、水库、湖泊与池塘。
13.上述蓝绿融合的空间模型，绿色空间、蓝色空间与水陆交错带构成水域生态系统、陆域生态系统与水陆交错带系统的有机体，填补了蓝绿融合空间建设的空白，改善了居民的生活环境。
附图说明
14.图1为一个实施例的蓝绿融合的空间模型示意图；
15.图2为一个实施例的蓝绿融合的空间模型的俯视图；
16.图3为一个实施例的蓝绿融合的空间模型的指标评价方法流程图；
17.图4为蓝绿融合指标评价体系图。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.如图1与图2所示，在一个实施例中，一种蓝绿融合的空间模型，包括绿色空间110、水陆交错带120与蓝色空间130。水陆交错带120连接绿色空间110与蓝色空间130，位于绿色空间110与蓝色空间130之间，绿色空间110的水平高度大于蓝色空间130的水平高度。
20.上述蓝绿融合的空间模型，绿色空间110、蓝色空间130与水陆交错带120构成水域生态系统、陆域生态系统与水陆交错带系统的有机体，填补了蓝绿融合空间建设的空白，改善了居民的生活环境。
21.在本实施例中，绿色空间110为被植被所覆盖与围合的空间。具体的，绿色空间包括公园、居住绿地、道路绿地、生产防护绿地与林地。生产防护绿地位于靠近水陆交错带的一侧，公园与生产防护绿地接壤，并位于生产防护绿地远离水陆交错带的一侧。林地与公园接壤，并位于公园远离生产防护绿地的一侧。道路绿地与林地接壤，并位于林地远离公园的
一侧。居住绿地与道路绿地接壤，并位于道路绿地远离林地的一侧。
22.在本实施例中，水陆交错带为陆地与水域之间物质传输、能量转换与信息交换的过渡带。具体的，水陆交错带包括硬质岸线、生态岸线与滨水绿地。硬质岸线与生态岸线接壤，且与生态岸线位于绿色空间与蓝色空间之间，滨水绿地位于生态岸线之中。
23.在本实施例中，蓝色空间包括湿地、滨水绿地与蓝色廊道所构成的复合空间。具体的，湿地包括河流、水库、湖泊与池塘。
24.此外，还提供了一种蓝绿融合的空间模型的指标评价方法。
25.如图3与图4所示，在一个实施例中，一种蓝绿融合的空间模型的指标评价方法，包括以下步骤：
26.步骤s310，构建水体、陆地、水陆交错带融合的序列式整合系统，根据模糊评价法，从环境a、生态b、社会c、经济d四个层次确定评价指标体系。通过深入分析国内外蓝绿空间研究进展及蓝绿空间特征，构建一种水体、陆地、水陆交错带融合的序列式整合系统。其中，评价指标体系包括一级指标与二级指标。具体的，以城市蓝绿空间的规划特点、水体和绿地的结合程度及生态规划目标为基础进行序列式整体结构的构建。在本实施例中，环境a、生态b、社会c、经济d四个层次包括八个一级指标，二十个二级指标。其中，环境a层次包括的水质a1、水纹形态特征a2与河岸带情况a3三个一级指标；水质a1一级指标包括综合污染指数a11二级指标；水纹形态特征a2一级指标包括河道开发情况a21、河床稳定性a22、流速状况a23与水量状况a24四个二级指标；河岸带情况a3一级指标包括河岸稳定性a31、交错带沉积物a32与护岸类型a33三个二级指标。生态b层次包括生物多样性b1与景观多样性b2两个一级指标；生物多样性b2一级指标包括香农
‑
威纳指数b11与pielou均匀度指数(皮卢在1966年提出)b12两个二级指标；景观多样性b2一级指标包括植被覆盖率b21、绿色可达性b22与生态宜居度b23三个二级指标。社会c层次包括社会安全c1与社会健康c2两个一级指标；社会安全c1一级指标包括饮用水质安全c11、生物入侵威胁c12与环境空气质量指数(aqi)c13三个二级指标；社会健康c2一级指标包括居民满意度c21与健康素养c22两个二级指标。经济d层次包括生态价值d1一级指标；生态价值d1一级指标包括景观效益d11与文化服务收益d12两个二级指标。
27.步骤s320，根据四个层次的指标评价内容，确定二级指标的评价等级与得分。根据环境、生态、社会、经济四个不同层次的指标评价内容，确定二级指标的评价等级，将各指标进行等级划分，每个等级对应不同的评分，确定得分。对二级指标进行描述：
28.综合污染指数a11：可以通过进行统计的数值来评价水质污染情况，在空间上可以对比不同河段水体的水质污染程度，便于分级分类，并且可以在时间上表示一个河段、一个地区水质污染总的变化趋势。综合污染指数a11≤0.40，水质良好；a11＝0.41～0.70，水体轻度污染；a11＝0.71～1.00，水体中度污染；a11＝1.00～2.00，水体重污染；a11≥2.00，水体严重污染。
29.河道开发情况a21：代表城市化过程中对城市河道的开发利用情况，分为：无渠化和淤积，河流保持自然状态；存在少量拓宽、挖深河道等现象，无明显渠化；存在部分渠化，两岸筑有堤坝；渠化严重，两岸筑有堤坝，河床未经渠化；渠化严重，河岸、河床都已渠化，河道内生境极大改变五个级别表示河道开发程度。
30.河床稳定性a22：用来分析冲击河流的河床演变时的重要特征参数之一，分为：不
存在明显的河床侵蚀或淤积，河床稳定；中等程度的退化或淤积，河床较不稳定；河床严重退化或淤积，极不稳定三个级别进行定性评价。
31.流速状况a23：用来表示反应水动力因素对于水体富营养化程度的作用，水体流速大，对于水体净化有一定的作用。分为：具有一定流速，各断面流速不均；流速均匀，各断面流速无变化；水体不流动，或与其他河流隔离三个级别进行评价。
32.水量状况a24：与水体自净能力的强弱有很大关系，可以分为：水位到达两岸，无底质裸露；水位达到两岸，仅有少量底质裸露；水覆盖75％，底质裸露＜25％；水覆盖＜25％，浅滩大部分裸露；水量很少，几乎全部裸露五个级别进行评价。
33.河岸稳定性a31：是用来评价河岸健康性的一个重要标准，对生物多样性有极大的影响。可以分为：河岸稳定，无明显侵蚀；河岸稳定，侵蚀面积＜20％；河岸较不稳定，侵蚀面积为20％～50％；河岸不稳定，侵蚀面积为60％～80％；洪水时存在危险，河岸极不稳定，侵蚀面积＞80％五个级别进行评价。
34.交错带沉积物(sqi)指数a32：反映沉积物环境对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，指沉积物环境遭受污染的程度。分为：sqi＜0.5，沉积环境优；0.5≤sqi＜0.75，沉积环境清洁；0.75≤sqi＜1.0沉积环境轻度污染；1.0≤sqi＜1.25沉积环境中度污染；sqi≥1.25，沉积环境严重污染五个级别进行评价。
35.护岸类型a33：用自然岸线长度变化率l来进行判定岸线的破坏程度，l≥0％为优；
‑
3％≤l<0％为良；
‑
11％≤l<
‑
3％为一般，或轻度退化和损害；
‑
20％≤l<
‑
11％为差，或中度退化和损害；l<
‑
20％为极差，或重度退化和损害五个级别进行评价。
36.香农
‑
威纳指数b11：由于对浮游植物群落物种数最为敏感，对浮游植物群落多样性有较好的表达，因此成为目前水质评价应用最为广泛的一种多样性指数，分为：b11＞3.5为最清洁；b11＝2.5～3.5为清洁；b11＝2.0～2.5为轻污；b11＝1.0～2.0为中污；b11＜1.0为重污五个级别进行评价。
37.pielou均匀度指数b12：可以反映藻类个体数目分配的均匀程度，分为：0～0.3重污染，0.3～0.5中污染，0.5～0.8为轻污染或无污染三个级别进行评价。
38.植被覆盖率b21：是反映植被资源和绿化水平的重要指标。分为：b21＜5％，裸地；b21＝5％～25％，低覆盖；b21＝25％～50％中低覆盖；b21＝50％～75％，中覆盖；b21＞75％，高覆盖五个级别进行评价。
39.绿色可达性b22：是通过当地居民到达公园等绿地的时间t来表示接触自然的可能性，可以分为：t＜5min；t＝5～10min；t＝10～20mim；t＝20～30min；t＞30min五个级别进行划分。
40.生态宜居度b23：用生态环境状况指数(ei)来进行评价，分为：ei≥75为优，植被覆盖度高，生物多样性丰富，生态系统稳定；ei＝55～75为良，植被覆盖度较高，生物多样性较丰富，适合人类生活；ei＝35～55为一般，植被覆盖度中等，生物多样性一般水平，较适合人类生活，但有不适合人类生活的制约性因子出现；ei＝20～35为较差，植被覆盖较差，严重干旱少雨，物种较少，存在明显限制人类生活的因素；ei＜20为差，条件较恶劣，人类生活受到限制五个级别进行评价。
41.饮用水质安全c11：用城乡居民饮用水安全人数占总人口之比r来进行评价，可分为：r＞90％，r＝75％～90％，r＝50％～75％，r＝25％～50％，r＜25％五个等级进行评价。
42.生物入侵威胁c12：是用于表征生态系统受到外来物种干扰的程度，可以用外来入侵物种的数量进行判定，分为：无外来物种；外来物种种群数量极小,为罕见种；外来物种种群数量很小,湿地内不常见；外来物种种群数量较多,较常见；外来物种种群数量很多,己威胁湿地内其他物种五个级别进行评价。
43.环境空气质量指数c13：是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式。可以分为：c13≤100，空气良好，人们可正常活动；c13＝100～150，轻度污染，居民小概率出现刺激性疾病；c13＝150～200，中度污染，居民出现刺激症状概率中等；c13＝200～300，重度污染，居民普遍出现刺激症状；c13>300，严重污染，居民不宜外出活动五个级别进行评价。
44.居民满意度c21：代表包括居民对社区福利、设施、安全等的满意程度，可分为：非常满意，很满意，较满意，较不满意，不满意五个等级进行评价。
45.健康素养c22：是指个人获取和理解健康信息，并运用这些信息维护和促进自身健康的能力，通过居民素养评价调查进行分析，分为：优秀，良好，较好，一般，不好五个级别进行评价。
46.景观效益d11：指游乐设施、景区餐饮项目等旅游业带来的收入占比p，分为：p＞40％，p＝30％～40％，p＝20％～30％，p＝10％～20％，p＜10％五个级别进行评价。
47.文化服务收益d12：指文创周边产品收入，分为：d12＞50万元/年，d12＝40～50万元/年，d12＝25～40万元/，d12＝10～25万元/年，d12＜10万元/年五个级别进行评价。表1为蓝绿空间要素等级评价表。
48.[0049][0050]
表1
[0051]
步骤s330，建立评价标准，根据二级指标的不同得分情况计算总分，应用层次分析法确定权重并进行分析，确定最终的生态健康等级，做出综合评价。
[0052]
首先，建立层次结构模型。该层次结构模型包括目标层、控制层、准则层与指标层。其中，蓝绿融合指标评价体系为目标层，环境a、生态b、社会c、经济d四个层次为控制层，一级指标为准则层，二级指标为指标层。
[0053]
其次，构建判断(成对比较)矩阵。采用层次分析法构建判断矩阵，选取同一水平级下的二级指标，两两比较评估二级指标的相对重要性，形成评估矩阵的指标m。
[0054]
[0055]
式中，c
n
为指标层的m个因素，r
mn
为第i个二级指标对于第j个一级指标的重要性比较结果(取值采用九标度法获得，判断方式如表2所示)。
[0056]
标度含义1表示两个因素相比，具有同样重要性3表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要5表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要7表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要9表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要2，4，6，8上述两相邻判断的中值倒数因素i与j比较的判断a
ij
，则因素j与i比较的判断a
ji
＝1/a
ij
[0057]
表2
[0058]
再次，计算全排序权向量并做一致性检验。对每个成对比较矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。
[0059]
然后，计算总排序权向量并做一致性检验。计算最下层对最上层总排序的权向量。利用总排序一致性比率进行检验。表3为蓝绿空间指标评价体系总排序结果。
[0060][0061]
[0062]
表3
[0063]
最后，根据各指标层所占权重以及等级评价表得分进行计算，得出最终综合评价结果。表4为综合评价等级表。
[0064][0065][0066]
表4
[0067]
根据国内外现有研究发现，虽然没有水绿融合的评价体系，但关于水体绿地有综合评价方法，如层次分析法、主成分分析法、模糊综合评价法、聚类分析法、灰色综合评价法等。
[0068]
层次分析法是河岸带生态系统评价中常用方法，缺点在于数据统计量大且权重难以确定、特征值和特征向量的精确求法比较复杂等。
[0069]
主成分分析法是根据指标组成的每个主因子的方差贡献率作为权重来构造综合评价指标，缺点在于因子分析对样本量有要求，样本量和指标数的比例一般应在5:1以上才能得到较好的结果，这种方法确定的权重属于信息量权重，没有充分考虑指标本身的相对重要程度。
[0070]
模糊综合评价法是通过使用模糊数学的基础理论并结合模糊关系合成的原理，对一些具有不确定性问题进行划分。缺点是权重确认的困难及指标间统计数据相互关系的不明确性。
[0071]
聚类分析法以“物以类聚”的道理，在相似的基础上收集数据来分类，从而达到分析事物的内在特点和规律的目的，缺点是在样本量较大时，要获得聚类结论有一定困难。
[0072]
灰色综合评价法灰色系统理论中的一种因素分析法，认为多个统计数列所构成的曲线的几何形状越接近，则变化态势越接近，其关联度就越大，缺点在于白权化函数难以确定。
[0073]
上述适用于蓝绿融合的空间模型及指标评价方法，将水体和陆地作为一个城市生态系统的整体，统筹到蓝绿空间规划当中，涵盖环境、生态、社会、经济四个层次的指标进行评价，并将评价指标具体量化，从量变到质变的改进，用科学数据表明评价结果，经过层次分析等方法进行数据集成，创建了蓝绿融合的空间规划的模型构建以及蓝绿融合的空间结构与生态功能的评价体系，评价结果可以体现城市规划中水绿相融与当地居民生活的协调性，为蓝绿空间相关规划设计提供了科技支撑。
[0074]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。