一种湿地生态系统服务评估方法、装置、服务器及介质

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本技术涉及生态系统评估的技术领域，尤其是涉及一种湿地生态系统服务评估方法、装置、服务器及介质。背景技术：2.湿地生态系统是指陆地和开阔水体之间的过度地带，是水陆相互作用形成的一个具有多功能的独特生态系统，它既不属于陆地生态系统，也不属于水生生态系统，是自然界最富生物多样性、生态功能最高的生态系统，具有抵御洪水、调节气候、维护生物多样性、保持区域生态平衡等多种生态和环境服务功能。3.目前由于耕地和建筑用地扩张和占用，导致湿地生态系统遭到破坏，在一段时间内迅速收缩，产生了不可逆的严重后果。因此，对湿地生态系统服务功能进行评估预测，是当前湿地保护任务中的重中之重。技术实现要素：4.为了对湿地生态系统服务进行评估和预测，为湿地保护和恢复等工作提供科学理论依据，本技术提供一种湿地生态系统服务评估方法、装置、服务器及介质。5.第一方面，本技术提供一种湿地生态系统服务评估方法，采用如下的技术方案：一种湿地生态系统服务评估方法，包括以下步骤：获取湿地生态系统的基本数据；获取所述湿地生态系统的评估指标，基于所述评估指标对所述基本数据进行分类整理，得到评估数据；根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果；基于所述评估结果进行量化评分，得到所述评估结果的信息分值。6.通过采用上述技术方案，获取湿地生态系统的基本数据，可以对湿地生态系统的现状以及历史情况进行了解和分析；获取湿地生态系统的评估指标，可以在不同流域根据实际情况对湿地生态系统进行评估，具有多样性和兼容性；根据评估模型对评估指标进行评估，得到评估结果，能够对湿地生态系统进行全方面的评估，较为科学；对评估结果进行量化评分，得到评估指标的信息分值，能够将湿地生态系统中的评估结果进行直观展示，包括湿地生态系统中的缺陷以及优点，便于后续针对性制定湿地保护和恢复策略。7.可选的，所述评估指标包括格局时空变化指标、服务功能评估指标以及服务价值估算指标。8.可选的，当所述评估指标为格局时空变化指标时，所述根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果包括以下步骤：基于所述评估数据以及ca-markov模型对所述湿地生态系统进行格局时空变化评估及预测，得到所述湿地生态系统的面积变化信息和景观格局信息；将所述面积变化信息和所述景观格局信息作为第一评估结果。9.可选的，当所述评估指标为服务功能指标时，所述根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果包括以下步骤：基于所述评估数据以及invest模型对所述湿地生态系统进行服务功能评估，得到所述湿地生态系统的水源涵养信息、水质净化信息、土壤保持信息以及生物多样性信息；将所述水源涵养信息、所述水质净化信息、所述土壤保持信息以及所述生物多样性信息作为第二评估结果。10.可选的，当所述评估指标为服务价值指标时，所述根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果包括以下步骤：基于所述评估数据和效益转移法对所述湿地生态系统的服务价值进行评估，得到供给服务信息、调节服务信息、支持服务信息以及文化服务信息；将所述供给服务信息、所述调节服务信息、所述支持服务信息以及所述文化服务信息作为第三评估结果。11.可选的，所述基于所述评估结果对湿地生态系统的所有评估指标进行量化评分，得到所有评估指标的信息分值包括以下步骤：基于所述评估结果以及归一化法设定评分标准；基于所述评分标准获取所有所述评估结果的信息分值。12.通过采用上述技术方案，对评估结果进行赋值，直观展示评估结果。13.可选的，所述基于所述评估结果对湿地生态系统的所有评估指标进行量化评分，得到所有评估指标的信息分值之后，还包括：基于熵值法获取各项所述信息分值的分值权重；基于所述信息分值以及所述分值权重获取所有所述评估指标的量化分值。14.通过采用上述技术方案，对湿地生态系统进行整体评分，能够客观地为整个湿地生态系统进行评分，能够直观综合展示出湿地生态系统的状况。15.第二方面，本技术提供一种湿地生态系统服务评估系统，采用如下的技术方案：一种湿地生态系统服务评估系统，包括：获取模块，用于获取湿地生态系统的基本数据；分类模块，用于获取所述湿地生态系统的评估指标，并基于所述评估指标对所述基本数据进行分类整理，得到评估数据；评估模块，用于根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果；以及评分模块，用于基于所述评估结果对湿地生态系统的所有评估指标进行量化评分，得到所有评估指标的信息分值。16.通过采用上述技术方案，获取模块获取湿地生态系统的基本数据，可以对湿地生态系统的现状以及历史情况进行了解和分析；分类模块获取湿地生态系统的评估指标，可以在不同流域根据实际情况对湿地生态系统进行评估，具有多样性和兼容性；评估模块根据评估模型对评估指标进行评估，得到评估结果，能够对湿地生态系统进行全方面的评估，较为科学；评分模块对评估结果进行量化评分，得到评估指标的信息分值，能够将湿地生态系统中的评估结果进行直观展示，包括湿地生态系统中的缺陷以及优点，便于后续针对性制定湿地保护和恢复策略。17.第三方面，本技术提供一种服务器，采用如下的技术方案：一种服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了上述的一种湿地生态系统服务评估方法。18.通过采用上述技术方案，将上述的一种湿地生态系统服务评估方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作终端设备，方便使用。19.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了上述的一种湿地生态系统服务评估方法。20.通过采用上述技术方案，将上述的一种湿地生态系统服务评估方法生成计算机程序，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机程序的可读及存储。附图说明21.图1是本技术实施例一种湿地生态系统服务评估方法的整体流程示意图。22.图2是本技术实施例一种湿地生态系统服务评估方法中步骤s201-步骤s202的流程示意图。23.图3是本技术实施例一种湿地生态系统服务评估方法中步骤s301-步骤s302的流程示意图。24.图4是本技术实施例一种湿地生态系统服务评估系统的模块连接示意图。25.附图标记说明：1、获取模块；2、分类模块；3、评估模块；4、评分模块。具体实施方式26.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。27.本技术实施例公开一种湿地生态系统服务评估方法，参照图1，包括以下步骤：s101、获取湿地生态系统的基本数据；s102、获取所述湿地生态系统的评估指标，基于所述评估指标对所述基本数据进行分类整理，得到评估数据；s103、根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果；s104、基于评估结果进行量化评分，得到评估结果的信息分值。28.步骤s101，首先确定湿地生态系统评估区域，根据湿地生态系统评估区域获取各区域的基本数据，具体的数据类型以及数据内容可以根据湿地生态系统的实际情况来确定。本实施例中的基本数据包括空间数据、自然/社会经济数据以及野外测定与样品分析数据，更具体地，空间数据可以包括某些时期土地利用/覆被数据、实地验证数据、地图影响数据、ndvi(植被覆盖指数)数据、气象数据、土壤数据、dem(数字高程模型)等数据；自然/社会经济数据可以包括降水、气温、湿度等自然数据，还包括人口、经济、政策法规等社会经济数据；野外测定与样品分析数据可以包括植被基本特征数据和土壤理化性质数据等。29.其中，湿地植被调查和土壤理化性质分析具体操作方法可以为：随机选择3个固定样地，设置3个灌木(10m*10m)和5个草木(1m*1m)固定样方，在生长期每月调查植被的生长状况，包括植物名称、类型、数量、高度、盖度和密度等，每月在每个固定样地，利用土族案发采集0-20cm土壤样品，在实验室利用烘干法测定土壤水分，并采用通用的测试方法测定土壤的各类养分数据。30.步骤s102，获取到基本数据之后，需要根据湿地生态系统的实际情况来确定评估指标，在本实施例中，评估指标包括湿地的格局时空变化指标、服务功能评估指标以及服务价值估算指标。格局时空变化指标表示了被评估湿地生态系统的面积变化情况以及景观格局情况，可以通过对格局时空变化指标的评估来对湿地未来的分布情况、面积大小以及景观特征进行预测；服务功能评估指标对湿地的四个基本功能进行分析评估，包括水源涵养、水质净化、土壤保持和生物多样性；通过服务价值估算指标能够对湿地生态系统产生的价值进行估算，一般包括供给服务、调节服务、支付服务和文化服务等价值。对基本数据进行分类处理，得到各评估指标的评估数据，即可以根据评估数据对评估指标进行评估。31.当评估指标为湿地的格局时空变化指标时，基于评估数据以及ca-markov模型对湿地生态系统进行格局时空变化预测，得到湿地生态系统的面积变化信息和景观格局信息，将面积变化信息和景观格局信息作为第一评估结果。本实施例中，可以通过idrisi软件以及ca-markov模型来进行湿地的格局时空变化指标评估。32.具体地，可以将a区域的历史土地利用/覆被分类的时空变化数据作为第一评估数据，例如采集1980年、2000年以及2020年的湿地的时空变化数据，时空变化数据可以通过多时段的landsat遥感影像为数据源进行采集和构建，通过第一评估数据对湿地生态系统的时空变化幅度、变化速率和其他地类之间的转换情况进行分析，并预测2040年或者2060年的湿地分布、面积以及景观格局特征，根据预测情况形成湿地的面积变化信息和景观格局信息。33.更具体地，遥感影像的处理方法为：选取时间序列为1980-2020年的landsat遥感影像数据，首先对landsat影像进行辐射纠正、大气校正和集合矫正等预处理分析，然后利用面向对象分类方法进行影像分类，遥感影像分类主要过程包括多尺度分割、影像特征选择和建立、分类方法选择和应用以及分类后处理等。土地利用/覆被类型划分参考面向碳收支的土地覆被分类系统，包括林地、草地、湿地、耕地、人工表面和其他类型共6个一级地类。分类后处理主要支队分类结果的修整，包括目视解译判读、手动修改等，最后对解译结果进行精度验证。34.更具体地，景观格局信息包括湿地景观指数和格局预测，在实际计算和评估时，运用景观生态学原理，使用fragstats软件运算获得斑块数量、斑块密度、最大斑块指数和聚合度指数4种类型的景观格局指数，对湿地的结构演变进行分析，并使用ca-markov模型预测2040年或者2060年的湿地分布、面积以及景观格局特征。35.当评估指标为服务功能指标时，基于评估数据以及invest模型对湿地生态系统进行服务功能评估，得到湿地生态系统的水源涵养信息、水质净化信息、土壤保持信息以及生物多样性信息，并将水源涵养信息、水质净化信息、土壤保持信息以及生物多样性信息作为第二评估结果。36.在本实施例中，将土地利用/覆被数据、气象数据、土壤数据、ndvi数据和dem数据等评估数据作为第二评估数据，利用invest模型模拟湿地生态系统的水源涵养、水质净化、土壤保持和生物多样性保护4个基本功能。另外，在其他实施例中，还可以应用随机森林模型探索生态系统的服务空间分布的社会-生态驱动机制。37.当评估指标为服务价值指标时，基于所述评估数据和效益转移法对所述湿地生态系统的服务价值进行评估，得到供给服务信息、调节服务信息、支持服务信息以及文化服务信息，并将供给服务信息、调节服务信息、支持服务信息以及文化服务信息作为第三评估结果。同时，将ndvi数据、降水量、土壤保持参数以及社会经济资料对区域内单位面积的湿地生态系统服务价值当量值进行校正，并运用效益转移法对湿地生态系统服务价值变化进行评估，过程中利用弹性指数分析湿地生态系统服务价值对土地利用/覆被变化的敏感程度。38.步骤s104中，在获取所有的评估结果之后，可以对所有的评估结果进行量化评分，得到所有评估结果的量化分值，参照图2，具体参照以下步骤：s201、基于评估结果以及归一化法设定评分标准；s202、基于评分标准获取所有评估结果的信息分值。39.由上述可知，针对格局时空变化指标，第一评估结果包括面积变化信息和景观格局信息；针对服务功能评估指标，第二评估结果包括水源涵养信息、水质净化信息、土壤保持信息以及生物多样性信息；针对服务价值评估指标，第三评估结果包括供给服务信息、调节服务信息、支持服务信息以及文化服务信息。对获取到的上述所有信息进行评估，分别获取所有评估结果的信息分值，能够方便对评估的湿地生态系统进行量化分析。40.评分条件可以依据湿地生态系统的实际情况进行选择和使用，在本实施例中，采用了归一化法对评估结果中的所有信息进行评分，得到信息分值。41.在本实施例的一个实施方式中，面积变化信息的信息分值的评分标准可以为：根据a区域内的湿地面积变化来对是a区域内的面积变化信息进行评分赋值，例如按照面积减少比例≤2％、2％～5％、5％～10％、10％～15％、＞15％分为5级进行面积减少级别赋值，再根据面积减少级别(1、2、3、4、5)分别变换至[0,1]区间内，用五种信息分值(0.1、0.3、0.5、0.7、1)表示。例如，预测a区域内的湿地生态面积在未来20年内会缩减3％，则a区域内的湿地生态系统中面积变化信息的信息分值即为0.3。当然，在实际评估时，还可以按照实际情况对其他方面的面积变化信息进行评分。[0042]景观格局信息方面，根据预测的斑块数量、斑块密度、最大斑块指数和聚合度指数来分别进行评分，同样地，评分标准仍然可以通过实际情况进行确定，例如斑块数量可以按照≤20、20～40、40～60、60～80、＞80分为5级进行评分，分别赋值(0.1、0.3、0.5、0.7、1)；斑块密度、最大斑块指数和聚合度指数的评分标准同理。[0043]湿地生态系统的服务功能评估指标方面，水源涵养信息、水质净化信息、土壤保持信息以及生物多样性保护信息同样可以采用上述评分标准，并根据实际情况进行调整。服务价值评估指标方面依旧同理。[0044]值得一提的是，不同的流域可以制定不同的评分标准，但对同一流域的湿地进行评估时，需要采用相同的评分标准，方便进行对比评价，例如黄河下游流域。[0045]根据每项信息的信息分值可以直观地展现出湿地生态系统中各项评估指标的现状以及预测情况，能够促使管理部门在未来的时间内确定湿地恢复与保护管理策略，对湿地生态系统中的薄弱项目进行针对性维护。[0046]在获取了各项是评估结果中各信息的信息分值后，可以根据信息分值来对整个湿地生态系统进行评估，获取到湿地生态系统的整体量化分值，根据量化分值可以将多个湿地生态系统进行对比分析，来评选同一流域内最优的湿地生态系统，参照图3，量化分值的获取可以包括以下步骤：s301、基于熵值法获取各项所述信息分值的分值权重；s302、基于所述信息分值以及所述分值权重获取所有所述评估指标的量化分值。[0047]获得每个评估结果中的每项信息及信息分值，整理形成数据矩阵x：根据数据矩阵，计算第j项指标下第i条的比重：计算熵值ej、信息效用值dj和权重wj。根据p数据矩阵，计算所有评估信息对指标属性xj的信息熵值ej：dj＝1-ej利用所有评估信息对指标属性xj的信息熵值ej和信息效用值dj，进一步计算获得评估信息的各分值权重wj：构建加权叠加模型及量化分析模型，基于加权叠加方法及量化分析方法对信息分值和对应的指标权重进行计算，即可得到湿地生态系统的量化分值。[0048]在获取到同一流域所有湿地生态系统的量化分值后，可以将量化分值作为评价标准，也可以设定标准线来对不合格的湿地生态系统进行筛选，并制定策略重点维护。[0049]本技术实施例一种湿地生态系统服务评估方法的实施原理为：获取湿地生态系统的基本数据，可以对湿地生态系统的现状以及历史情况进行了解和分析；获取湿地生态系统的评估指标，可以在不同流域根据实际情况对湿地生态系统进行评估，具有多样性和兼容性；根据评估模型对评估指标进行评估，得到评估结果，能够对湿地生态系统进行全方面的评估，较为科学；对评估结果进行量化评分，得到评估指标的信息分值，能够将湿地生态系统中的评估结果进行直观展示，包括湿地生态系统中的缺陷以及优点，便于后续针对性制定湿地保护和恢复策略。[0050]本技术实施例还公开一种湿地生态系统服务评估系统，参照图，包括获取模块1、分类模块2、评估模块3以及评分模块4。其中，获取模块1用于获取湿地生态系统的基本数据；分类模块2用于获取所述湿地生态系统的评估指标，并基于所述评估指标对所述基本数据进行分类整理，得到评估数据；评估模块3用于根据所述评估数据以及预设的评估模型对所述评估指标进行评估，获得评估结果；评分模块4用于基于评估结果进行量化评分，得到评估结果的信息分值。[0051]本系统的具体实施方式与上述实施例一种湿地生态系统服务评估方法的实施方式相同，故在此不再赘述。[0052]本技术实施例还公开一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时，采用了上述实施例中的一种湿地生态系统服务评估方法。[0053]其中，服务器可以采用台式电脑、笔记本电脑或者云端服务器等计算机设备，并且，服务器包括但不限于处理器以及存储器，例如，服务器还可以包括输入输出设备、网络接入设备以及总线等。[0054]其中，处理器可以采用中央处理单元(cpu)，当然，根据实际的使用情况，也可以采用其他通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以采用微处理器或者任何常规的处理器等，本技术对此不做限制。[0055]其中，存储器可以为服务器的内部存储单元，例如，服务器的硬盘或者内存，也可以为服务器的外部存储设备，例如，服务器上配备的插接式硬盘、智能存储卡(smc)、安全数字卡(sd)或者闪存卡(fc)等，并且，存储器还可以为服务器的内部存储单元与外部存储设备的组合，存储器用于存储计算机程序以及服务器所需的其他程序和数据，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据，本技术对此不做限制。[0056]其中，通过本服务器，将上述实施例中的一种湿地生态系统服务评估方法存储于服务器的存储器中，并且，被加载并执行于服务器的处理器上，方便使用。[0057]本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，并且，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时，采用了上述实施例中的一种湿地生态系统服务评估方法。[0058]其中，计算机程序可以存储于计算机可读介质中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间件形式等，计算机可读介质包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，计算机可读介质包括但不限于上述元器件。[0059]其中，通过本计算机可读存储介质，将上述实施例中的一种湿地生态系统服务评估方法存储于计算机可读存储介质中，并且，被加载并执行于处理器上，以方便上述方法的存储及应用。[0060]以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。









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