基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法与流程

本发明涉及生态监测，更具体的说是涉及基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法。

背景技术：

1、河湖缓冲带又称作河湖生态缓冲带，指陆地生态系统与河湖水域生态系统之间的连接带和过渡区，包括从河湖多年平均最低水位线向陆域延伸一定距离的空间范围，其主要功能是隔离人为干扰对河湖负面影响、保护河湖生物多样性、减少面源污染。

2、现有河湖缓冲带污染物消纳功能研究主要集中在通过地面模拟实验对小区域上不同类型的缓冲带的污染物削减能力进行实验性评估，缺少对缓冲带本身功能的评价和空间化表达，尤其是大范围上不同区域缓冲带功能的评价。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，采用遥感数据和空间分析方法，对河湖缓冲带污染物消纳能力进行估算，以便于对不同区域缓冲带污染物消纳能力强弱进行相对评价。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面本发明公开了一种基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，包括以下步骤：

4、s1.获取目标区域的缓冲带范围矢量数据；

5、s2.将所述缓冲带范围矢量数据划分为若干独立的缓冲带评估单元；

6、s3.根据地表非林地覆盖污染物消纳能力与林地覆盖污染物消纳能力的关系将每个缓冲带评估单元中非林地覆盖区域的缓冲带宽度，转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，进而得到每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度；

7、s4.根据每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度，计算每个缓冲带评估单元的污染物消纳系数。

8、进一步地，上述方法还包括：

9、s5.根据每个缓冲带评估单元中缓冲带的坡度对对应的污染物消纳系数进行校正，得到每个缓冲带评估单元最终的污染物消纳系数。

10、进一步地，步骤s1具体包括以下步骤：

11、获取目标区域的缓冲带范围栅格数据，所述栅格数据包括地表覆盖类型数据、植被覆盖度数据以及地表数字高程模型数据；

12、对目标区域的缓冲带范围栅格数据进行空间重采样；

13、将空间重采样后的缓冲带范围栅格数据转换为缓冲带范围矢量数据。

14、进一步地，步骤s2具体包括以下步骤：

15、以目标区域的缓冲带矢量数据的外边界线为基准，按照固定长度进行分段；

16、以外边界线上的每个分段点为起点向缓冲带矢量数据的内边界线方向作垂线，将目标区域的缓冲带范围矢量数据划分为若干独立的缓冲带评估单元。

17、进一步地，步骤s3中，根据地表非林地覆盖污染物消纳能力与林地覆盖污染物消纳能力的关系将每个缓冲带评估单元中非林地覆盖区域的缓冲带宽度，转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，具体包括以下步骤：

18、统计每个缓冲带评估单元中，各类型非林地覆盖区域的总面积，并根据各类型非林地覆盖区域的总面积，得到各类型非林地覆盖区域的缓冲带宽度；所述各类型非林地覆盖区域包括草地覆盖区域、灌木覆盖区域、农田区域和无植被覆盖区域；

19、针对每个缓冲带评估单元中的草地覆盖区域和灌木覆盖区域，将草地覆盖区域的缓冲带宽度和灌木覆盖区域的缓冲带宽度，利用线性表达式转换为转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度；

20、针对每个缓冲带评估单元中的农田区域和无植被覆盖区域，将农田区域的宽度和无植被覆盖区域的缓冲带宽度，赋值为零。

21、进一步地，将草地覆盖区域的缓冲带宽度和灌木覆盖区域的缓冲带宽度，利用线性表达式转换为转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，具体包括以下线性表达式：

22、x1′=f(x1)=a1*x1+b1 ；

23、式中，x1′表示草地覆盖区域的缓冲带宽度或灌木覆盖区域的缓冲带宽度转换后的缓冲带等效宽度；x1表示草地覆盖区域的缓冲带宽度或灌木覆盖区域的缓冲带宽度；a1、b1表示线性表达式的相关系数。

24、进一步地，基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法还包括，

25、根据植被覆盖度对每个缓冲带评估单元中草地覆盖区域和灌木覆盖区域转换后的缓冲带等效宽度进行校正。

26、进一步地，根据植被覆盖度对每个缓冲带评估单元中草地覆盖区域和灌木覆盖区域转换后的缓冲带等效宽度进行校正，具体包括以下表达式：

27、；

28、式中，表示草地覆盖区域或灌木覆盖区域的缓冲带等效宽度经植被覆盖度校正后的等效宽度；x1表示草地覆盖区域的缓冲带宽度或灌木覆盖区域的缓冲带宽度；vf1表示草地覆盖区域或灌木覆盖区域的植被覆盖度系数；a1′、b1′表示线性表达式的相关系数。

29、另一方面，本发明还公开了一种基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估系统，包括，

30、数据获取模块，用于获取目标区域的缓冲带范围矢量数据；

31、评估单元划分模块，对目标区域的缓冲带范围矢量数据进行区域划分，得到若干独立的缓冲带评估单元；

32、缓冲带等效宽度转换模块，用于根据地表非林地覆盖污染物消纳能力与林地覆盖污染物消纳能力的关系将每个缓冲带评估单元中非林地覆盖区域的缓冲带宽度，转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，进而得到每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度；

33、污染物消纳系数计算模块，用于根据每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度，计算每个缓冲带评估单元的污染物消纳系数。

34、优选的，上述系统还包括，

35、坡度校正模块，用于根据每个缓冲带评估单元中缓冲带的坡度对对应的污染物消纳系数进行校正，得到每个缓冲带评估单元最终的污染物消纳系数。

36、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法及相关系统，具有以下有益效果：

37、通过本发明能够基于遥感等空间信息数据，得到每个缓冲带评估单元的污染物消纳系数，进而对缓冲带污染物消纳能力进行快速评估，发现功能较好和较差区域，为河湖水生态修复等水生态环境管理提供支撑。

技术特征：

1.基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，还包括:

3.根据权利要求1所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，步骤s1具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，步骤s2具体包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，步骤s3中，根据地表非林地覆盖污染物消纳能力与林地覆盖污染物消纳能力的关系将每个缓冲带评估单元中非林地覆盖区域的缓冲带宽度，转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，将草地覆盖区域的缓冲带宽度和灌木覆盖区域的缓冲带宽度，利用线性表达式转换为转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，具体包括以下线性表达式：

7.根据权利要求5所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，还包括，

8.根据权利要求7所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，其特征在于，根据植被覆盖度对每个缓冲带评估单元中草地覆盖区域和灌木覆盖区域转换后的缓冲带等效宽度进行校正，具体包括以下表达式：

9.基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估系统，其特征在于，包括，

10.根据权利要求9所述的基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估系统，其特征在于，还包括，

技术总结本发明公开了一种基于等效宽度的河湖缓冲带污染物消纳功能快速评估方法，包括以下步骤：获取目标区域的缓冲带范围矢量数据；以等分的方式对目标区域的缓冲带范围矢量数据进行区域划分，将所述缓冲带范围矢量数据划分为若干独立的缓冲带评估单元；根据地表非林地覆盖污染物消纳能力与林地覆盖污染物消纳能力的关系将每个缓冲带评估单元中非林地覆盖区域的缓冲带宽度，转换为相对于林地覆盖区域的缓冲带等效宽度，进而得到每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度；根据每个缓冲带评估单元的缓冲带等效宽度，计算每个缓冲带评估单元的污染物消纳系数。通过本发明能够实现对缓冲带污染物消纳能力进行快速准确评估。技术研发人员：殷守敬,刘帅,王楠,韩志龙,王雪蕾,张浩彬,邵圆圆,王航受保护的技术使用者：生态环境部卫星环境应用中心技术研发日：技术公布日：2024/11/18