一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统

摘要

本发明公开了一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，包括：生态产品鉴定认别模块和生态产品价值评估模型及反馈模块，通过对产品项目初筛，并进行资质坚定后对生态系统进行分类后具体确认服务类别，从而进一步进行反演证明与预测分析，并进行反馈，调节和优化下一次的预测；结合了传统的市场价值法进行价值评估，通过成本替代法实现了预测价值的实际误差比对，并建立了误差反馈模型，使得单一生态产品的价值评估过程能够不断地反馈调节初始的生态环境模型，实现生态产品价值的数字化定量监督与处理分析。

权利要求

1.一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，包括：生态产品鉴定认别模块和生态产品价值评估模型及反馈模块；

所述生态产品鉴定认别模块具体包括以下步骤：步骤1，在对生态产品进行数字化定量监督与处理分析之前，先初步筛选接收的乡村生态产品项目；

步骤2，根据所述步骤1初筛后的乡村生态产品的基本信息进行生态产品项目的基本资质鉴定；

步骤3，通过基本资质鉴定后，系统对生态产品项目进行地形地貌分析，从而确定该项目的生态环境条件；

步骤4，对该生态产品进行生态系统分类，确定该生态产品属于其生态环境中的某一个生态系统；

步骤5，进行生态产品项目服务类别认定，确认该生态产品项目在其所处的生态系统中的服务类别；

所述生态产品价值评估模型及反馈模块具体包括以下步骤：步骤a，基于对应生态条件以及当地市场建立生态价值模型，并将所述步骤5中经过了服务类别认定的生态产品信息输入至该模型中，得到生态产品总值；

步骤b，根据生态产品信息基于市场价值法测算产品价值；

步骤c，基于地理遥感数据与替代成本法反演证明；

步骤d，得到反演证明结果后根据实际数据对比，得到价值预测误差；

步骤e，再基于原有的市场法参数进行预测分析；

步骤f，最终将预测分析结果反馈，调节生态系统条件和当地市场的初始模型，优化下一次的价值预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤1中初步筛选接收乡村生态产品项目具体操作为：首先通过地理遥感数据、地区统计年鉴、各类统计数据、栅格信息进行生态产品初步接收，确定初步的乡村生态产品项目条目。

3.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤2中生态产品项目基本资质鉴定的具体操作为：系统对目标生态产品项目进行标记，具体根据功能类别分类进行资质鉴定并标记该生态产品属性。

4.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤3中地形地貌分析的具体操作为：通过对地理遥感统计数据进行分析样本，具体包括：地形地貌，按照地貌形态的空间规模差异，将地貌形态分为不同的空间单元；

地貌属性，包括成因、组成、年龄、垂直剖面形态以及纵剖面形态；

形体要素，由每个基本的地貌要素构成，包括面、线和点。

5.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤4中对生态产品项目生态系统分类具体为：森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。

6.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤b是基于市场价值法得到的生态环境造成产品损失的价值来测算产品价值，所述生态环境造成产品损失的价值的计算公式为：；

其中， 为生态环境造成产品损失的价值， 为第i种产品的市场价格， 为第i种产品的生态破坏减少量，N是产品的种类数。

7.根据权利要求1所述的一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，所述步骤c中替代成本法的不同条件的计算公式如下：水土保持总价值量：

；

其中， 为水土保持总价值， 为减少土地废弃的经济价值， 为减少泥沙淤积的价值， 为保持土壤肥力的价值；

水源涵养总价值量：

；

其中， 为水源涵养价值量，TQ为水源涵养物质量，c为建设单位库容的工程成本；

防风固沙总价值量：

；

其中， 为防风固沙总价值， 为治理沙化土壤的价值， 为减少风蚀土壤肥力损失的价值；

洪水调蓄总价值量：

；

其中， 为洪水调蓄的总价值， 为每个栅格的洪水调蓄量，i、j为栅格序号标记，c为建设单位库容的工程成本。

说明书

一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统

技术领域

[0001] 本发明涉及价值实现机制的乡村生态应用以及数字化定量和数字处理分析的应用，具体涉及一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统。

背景技术

[0002] 生态产品价值是指陆地生态系统提供的生态系统物质与服务的总价值,是对生态系统服务价值的货币化定量评价。

[0003] 生态系统服务代表人类直接或间接从生态系统功能中获得的利益，包括生态系统所提供的产品和服务。“千年生态评估(MA)”项目实施，将生态系统服务划分为4大类，这一分类方案被广泛应用于评价和核算生态系统服务的价值。同时，生态系统服务的总经济价值(TEV)通常被分为使用价值和非使用价值两部分，使用价值包括直接使用价值、间接使用价值和选择价值，非使用价值包括存在价值和遗产价值。将MA和TEV 的框架相结合，有助于确定这些价值的评估方法，从而为后来广大学者探索价值评估的方法广泛使用。目前对生态系统服务价值的评估方法有很多，大致可以分为定性评价和定量评估两大类。但是，已有的大部分方法都无法评估全部陆地生态系统服务功能价值，如直接市场评估法和替代市场评估法的众多方法，都主要估算直接使用价值，而不能反映间接使用价值和非使用价值。同时，由于气候条件、人为因素等影响，对生态产品存在持续的影响，因此其价值也在不停地发生变化，而传统的生态价值评估模型仅能评估单一生态产品，没有实现反馈机制，导致价值的变化难以及时反映出来。

发明内容

[0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结合了传统的市场价值法进行价值评估，通过成本替代法实现了预测价值的实际误差比对，并建立了误差反馈模型，使得单一生态产品的价值评估过程能够不断地反馈调节初始的生态环境模型，实现生态产品价值的数字化定量监督与处理分析的基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，包括：生态产品鉴定认别模块和生态产品价值评估模型及反馈模块；

[0006] 所述生态产品鉴定认别模块具体包括以下步骤：

[0007] 步骤1，在对生态产品进行数字化定量监督与处理分析之前，先初步筛选接收的乡村生态产品项目；

[0008] 步骤2，根据所述步骤1初筛后的乡村生态产品的基本信息进行生态产品项目的基本资质鉴定；

[0009] 步骤3，通过基本资质鉴定后，系统对生态产品项目进行地形地貌分析，从而确定该项目的生态环境条件；

[0010] 步骤4，对该生态产品进行生态系统分类，确定该生态产品属于其生态环境中的某一个生态系统；

[0011] 步骤5，进行生态产品项目服务类别认定，确认该生态产品项目在其所处的生态系统中的服务类别；

[0012] 所述生态产品价值评估模型及反馈模块具体包括以下步骤：

[0013] 步骤a，基于对应生态条件以及当地市场建立生态价值模型，并将所述步骤5中经过了服务类别认定的生态产品信息输入至该模型中，得到生态产品总值；

[0014] 步骤b，根据生态产品信息基于市场价值法测算产品价值；

[0015] 步骤c，基于地理遥感数据与替代成本法反演证明；

[0016] 步骤d，得到反演证明结果后根据实际数据对比，得到价值预测误差；

[0017] 步骤e，再基于原有的市场法参数进行预测分析；

[0018] 步骤f，最终将预测分析结果反馈，调节生态系统条件和当地市场的初始模型，优化下一次的价值预测。

[0019] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤1中初步筛选接收乡村生态产品项目具体操作为：首先通过地理遥感数据、地区统计年鉴、各类统计数据、栅格信息等途径进行特定区域的生态产品初步接收，确定初步的乡村生态产品项目条目。

[0020] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤2中生态产品项目基本资质鉴定的具体操作为：系统对目标生态产品项目进行标记，具体根据功能类别分类进行资质鉴定并标记该生态产品属性。

[0021] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤3中地形地貌分析的具体操作为：通过对地理遥感统计数据进行分析样本，具体包括：

[0022] 地形地貌，按照地貌形态的空间规模差异，将地貌形态分为不同的空间单元；

[0023] 地貌属性，主要包括成因、组成、年龄、垂直剖面形态以及纵剖面形态；

[0024] 形体要素，由每个基本的地貌要素构成，包括面、线和点。

[0025] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤4中对生态产品项目生态系统分类具体为：森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。

[0026] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤b是基于市场价值法得到的生态环境造成产品损失的价值来测算产品价值，该计算公式为：

[0027] ；

[0028] 其中， 为生态环境造成产品损失的价值， 为第i种产品的市场价格， 为第i种产品的生态破坏减少量，N是产品的种类数。

[0029] 作为本发明的一种优选实施方式：所述步骤c中替代成本法的不同条件的计算公式如下：

[0030] 水土保持总价值量：

[0031] ；

[0032] 其中， 为水土保持总价值， 为减少土地废弃的经济价值， 为减少泥沙淤积的价值， 为保持土壤肥力的价值；

[0033] 水源涵养总价值量：

[0034] ；

[0035] 其中， 为水源涵养价值量，TQ为水源涵养物质量，c为建设单位库容的工程成本；

[0036] 防风固沙总价值量：

[0037] ；

[0038] 其中， 为防风固沙总价值， 为治理沙化土壤的价值， 为减少风蚀土壤肥力损失的价值；

[0039] 洪水调蓄总价值量：

[0040] ；

[0041] 其中， 为洪水调蓄的总价值， 为每个栅格的洪水调蓄量，i、j为栅格序号标记，c为建设单位库容的工程成本。

[0042] 本发明相比现有技术，具有以下有益效果：本系统结合了传统的市场价值法进行价值评估，通过成本替代法实现了预测价值的实际误差比对，并建立了误差反馈模型，使得单一生态产品的价值评估过程能够不断地反馈调节初始的生态环境模型，实现生态产品价值的数字化动态定量监督与处理分析，能够评估全部陆地生态系统服务功能价值。

附图说明

[0043] 图1为生态产品鉴别认定模块流程图；

[0044] 图2为生态产品项目基本资质鉴定功能类别图；

[0045] 图3为生态产品价值评估模型及反馈模块流程图；

[0046] 图4为本基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统结构示意图。

具体实施方式

[0047] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

[0048] 一种基于乡村生态价值的数字化定量监督与处理分析系统，其特征在于，包括：生态产品鉴定认别模块和生态产品价值评估模型及反馈模块；

[0049] 生态产品鉴定认别模块是为了有较好的生态产品适应性，首先在对于生态产品进行数字化定量监督与处理分析前，对接收的乡村生态产品项目进行初步筛选，然后根据初步筛选后的乡村生态产品的基本信息进行生态产品项目的基本资质鉴定，通过基本资质鉴定后，系统对生态产品项目进行地形地貌分析，从而确定该项目的生态环境条件，下一步再对该生态产品进行生态系统分类，确定该生态产品属于其生态环境中的某一个生态系统，最终进行生态产品项目服务类别认定，确认该生态产品项目在其所处的生态系统中的服务类别，所述生态产品鉴定认别模块如图1 所示，具体包括以下步骤：

[0050] 步骤1，在对生态产品进行数字化定量监督与处理分析之前，先初步筛选接收的乡村生态产品项目；

[0051] 首先通过地理遥感数据、地区统计年鉴、各类统计数据、栅格信息等途径进行特定区域的生态产品初步接收，确定初步的乡村生态产品项目条目。初步筛选的标准为：能够实现或促进维系生态安全、保障生态调节功能、提供良好人居环境的自然要素。具体可以包括特定区域的空气质量、特定区域的水源条件和特定区域的气候条件等，能够提供如吸收二氧化碳、制造氧气、涵养水源、保持水土、净化水质、防风固沙、调节气候、清洁空气、减少噪音、吸附粉尘、保护生物多样性、减轻自然灾害等的具体功能。

[0052] 步骤2，根据所述步骤1初筛后的乡村生态产品的基本信息进行生态产品项目的基本资质鉴定；

[0053] 通过初步筛选接收后的乡村生态产品项目，本系统对其赋予了基本资质鉴定，在初步筛选接收中，仅仅只是通过定性判断，确认该项目是否符合乡村生态产品项目。在基本资质鉴定中，系统对目标生态产品项目进行标记，具体根据图2 所示的功能类别分类进行资质鉴定并标记该生态产品属性。

[0054] 步骤3，通过基本资质鉴定后，系统对生态产品项目进行地形地貌分析，从而确定该项目的生态环境条件；

[0055] 通过基本资质鉴定后的乡村生态产品项目，本系统对其进行了功能类别的标记，可以使输入系统的生态产品项目被赋予功能类别。但是由于功能类别对于不同的地形地貌具有不同的意义，因此系统对目标生态产品项目还需要进行地形地貌分析，分析的样本为地理遥感统计数据。而本系统中的地形地貌分析具有如下三个方面：地形地貌、地貌属性、形体要素。

[0056] 地形地貌：按照地貌形态的空间规模差异，可以把地貌形态分为若干个不同的空间单元。①星体地貌形态：占有整个地球，是最大的地貌形态，包括大陆和海洋两个单元；②巨地貌形态：占有数万到数十万平方公里面积，包括山系和平原等单元，比如喜马拉雅山系、巴西高原；③大地貌形态：占有数百至数千平方公里面积，包括单独的山脉和盆地；④中地貌形态：占有数十到数百平方公里，比如独立的山峰；⑤小地貌形态：占有数平方公里到数十平方公里，比如沟谷、河谷、新月形沙丘等；⑥微地貌形态：从数平方厘米到数平方公里，是复杂地貌形态的最小单元，比如洼地、浅沟等。微地貌形态和小地貌形态可以称为单独形态，整体地貌形态、巨地貌形态、大地貌形态和中地貌形态则可称为复杂形态，由单独形态构成。而在实际上，各个地貌形态之间没有严格确定的界限。

[0057] 地貌属性：地貌属性主要包括其成因、组成和年龄，还有平面形态、垂直剖面形态以及纵剖面形态。平面形态是地貌形态在平面坐标系上投影的形状，常以直径、扁率、长轴长度、短轴长度、面积、弯曲系数等参数表示。其中，弯曲系数为  ，为曲线长度，L为直线长度。垂直剖面形态，又称横剖面形态，包括坡形、坡面长、坡度等。纵剖面形态包括起伏特征、大小等。在测绘领域，地貌形态的描述主要是数字参数描述。包括高度、坡度、切割密度、切割深度等指标。高度用以表现地貌起伏，有绝对高度和相对高度之分。坡度用以表现坡面的倾斜程度。在实际情况下，由于地表是一个曲面，任一点的坡度都是不同的，所以坡度是指一个平均值。切割密度是一区域内谷地长度与面积的比，为 ，L为区域内谷地长度或数量，A为区域面积。切割深度D是区域内最高点E高和最低点的E低高差，表述为。地貌形态主要表现为等高线。例如，等高线越密集，坡度越陡；等高线越稀疏，坡度越缓。

[0058] 形体要素：地表形体是由每个基本的地貌要素构成，包括面、线和点。地貌面，亦可以称为地形面或坡面，由坡面高度、倾斜度、坡长、倾斜方向、延伸方向及水平投影面积形状构成。地貌面的构成参数也可以称作特征参数，可以确定地貌面的空间特征。自然地貌面可以分为平面、斜面和垂直面，以两地貌面之间所成二面角夹角2°和55°为界限。0°2°为平~面，2°55°为斜面，55°90°为垂直面。地貌线是两地貌所成二面角的交线，可以分为坡度变~ ~
换线和坡面变换线两种，包括山脊线、山麓线、谷底线等。坡度变换线是垂直（上下）方向的地貌面产生的交线，坡面变换线是水平（左右）方向的地貌面所成的交线。地貌线：转而成为圆棱面。地貌点是地貌面或线的交点，比如山顶点。

[0059] 步骤4，对该生态产品进行生态系统分类，确定该生态产品属于其生态环境中的某一个生态系统；

[0060] 通过地形地貌分析后。但是生态产品的功能还与不同的生态系统有关，因此系统对目标生态产品项目还需要进行生态系统分类。而本系统中的生态系统分为森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统（分为湖泊生态系统、池塘生态系统、河流生态系统)、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。

[0061] 步骤5，进行生态产品项目服务类别认定，确认该生态产品项目在其所处的生态系统中的服务类别；

[0062] 最终经过了上述的4 个步骤，该生态产品项目的服务类别可以最终实现认定。下面就进入生态产品价值评估模型及反馈模块。

[0063] 如图3所示，所述生态产品价值评估模型及反馈模块，在实现生态产品的功能服务等属性的认定后，本系统建立了生态产品价值评估模型及反馈模块。首先将经过了服务类别认定的生态产品项目信息输入“基于对应生态系统条件以及当地市场建立生态价值模型”环节，再根据生态产品信息基于市场价值法测算产品价值，接着基于地理遥感数据与替代成本法反演证明。得到证明结果后根据实际数据对比可以得到价值预测误差，再基于原有的市场价值法参数进行预测分析，最终将预测分析结果反馈，调节生态系统条件和当地市场的初始模型，优化下一次的价值预测，具体包括以下步骤：

[0064] 步骤a，基于对应生态条件以及当地市场建立生态价值模型，并将所述步骤5中经过了服务类别认定的生态产品信息输入至该模型中；其中生态价值模型采用生态系统生产总值（GEP），也称生态产品总值，是指生态系统为人类福祉和经济社会可持续发展提供的各种最终物质产品与服务（简称“生态产品”）价值的总和，主要包括生态系统提供的物质产品、调节服务和文化服务的价值。

[0065] GEP核算的思路是源于生态系统服务功能及其生态经济价值评估与国内生产总值核算。根据生态系统服务功能评估的方法，生态系统生产总值可以从功能量和价值量两个角度核算。功能量可以用生态系统功能表现的生态系统产品产量与生态系统服务量表达，如粮食产量、水资源提供量、洪水调蓄量、污染净化量、土壤保持量、固碳量、自然景观吸引的旅游人数等，其优点是直观，可以给人明确具体的印象，但由于计量单位的不同，不同生态系统产品产量和服务量难以加总。因此，仅仅依靠功能量指标，难以获得一个地区以及一个国家在一段时间的生态系统产品与服务产出总量。为了获得生态系统生产总值，就需要借助价格，将不同生态系统产品产量与服务量转化为货币单位表示产出，然后加总为生态系统生产总值。核算GEP，就是分析与评价生态系统为人类生存与福祉提供的最终产品与服务的经济价值。GEP 是生态系统产品价值、调节服务价值和文化服务价值之总和。在生态系统服务功能价值评估中，通常将生态系统产品价值称为直接使用价值，将调节服务价值和文化服务价值称为间接使用价值。生态系统生产总值核算通常不包括生态支持服务功能，如有机质生产、土壤及其肥力的形成、营养物质循环、生物多样性维持等功能，原因是这些功能支撑了产品提供功能与生态调节功能，而不是直接为人类的福祉做出贡献，这些功能的作用已经体现于产品功能与调节功能之中。

[0066] 步骤b，基于市场价值法得到的生态环境造成产品损失的价值来测算产品价值，该计算公式为：

[0067] ；

[0068] 其中， 为生态环境造成产品损失的价值， 为第i种产品的市场价格， 为第i种产品的生态破坏减少量，N是产品的种类数。

[0069] 步骤c，基于地理遥感数据与替代成本法反演证明；

[0070] 替代成本法的不同条件的计算公式如下：

[0071] 水土保持总价值量：

[0072] ；

[0073] 其中， 为水土保持总价值， 为减少土地废弃的经济价值， 为减少泥沙淤积的价值， 为保持土壤肥力的价值；

[0074] 水源涵养总价值量：

[0075] ；

[0076] 其中， 为水源涵养价值量，TQ为水源涵养物质量，c为建设单位库容的工程成本；

[0077] 防风固沙总价值量：

[0078] ；

[0079] 其中， 为防风固沙总价值， 为治理沙化土壤的价值， 为减少风蚀土壤肥力损失的价值；

[0080] 洪水调蓄总价值量：

[0081] ；

[0082] 其中， 为洪水调蓄的总价值， 为每个栅格的洪水调蓄量，i、j为栅格序号标记，c为建设单位库容的工程成本。

[0083] 步骤d，得到反演证明结果后根据实际数据对比，得到价值预测误差；

[0084] 步骤e，再基于原有的市场法参数进行预测分析；

[0085] 步骤f，最终将预测分析结果反馈，调节生态系统条件和当地市场的初始模型，优化下一次的价值预测。

[0086] 本系统结合了传统的市场价值法进行价值评估，通过成本替代法实现了预测价值的实际误差比对，并建立了误差反馈模型，使得单一生态产品的价值评估过程能够不断地反馈调节初始的生态环境模型，实现生态产品价值的数字化动态定量监督与处理分析。

[0087] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。