(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211051641.0 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 南方海洋科学与工程广东省实验室 （广州） 地址 511457 广东省广州市南沙区南沙街 资讯科技园海 滨路1119号 申请人 广东省科 学院广州地理研究所 (72)发明人 尹小玲　邓丽明　杨骥　贾凯　 刘旭拢　荆文龙　邓应彬　孙嘉　 林卓玲　 (74)专利代理 机构 广州骏思知识产权代理有限 公司 44425 专利代理师 潘桂生 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 城镇化差异对流域水生态服务功能的影响 预警方法 (57)摘要 本发明涉及一种城镇化差异对流域水生态 服务功能的影 响预警方法， 基于主成分分析算法 将城镇化指标值和水生态服务功能指标值转换 为城镇化主成分和水生态服务功能主成分， 通过 构建城镇化指标的综合函数和水生态服务功能 指标的综合函数来获取对应指标的权重， 再通过 对城镇化指标值和水生态服务功能指标值进行 加权求和， 利用城镇化的综合指数和水生态服务 功能的综合指数来构建拟合模型， 根据拟合的环 境库兹涅茨曲线来获取城镇化的综合指数阈值， 在目标区域的城镇化的综合指数与城镇化的综 合指数阈值的差值小于预设阈值时发出预警信 号， 从而使研究人员可以了解城镇化差异对当地 水生态服务功能演变的影 响， 并及时制定相应的 防范措施及应对策略。 权利要求书4页 说明书17页 附图2页 CN 115409374 A 2022.11.29 CN 115409374 A 1.一种城镇化差异对流域水生态服务功能的影响预警方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 获取目标区域的至少一个城镇 化指标值和至少一个水生态服 务功能指标值； 基于主成分分析算法， 获取所述至少一个城镇化指标值对应的至少一个城镇化主成 分， 根据所述至少一个城镇化主成分构建城镇化指标的综合函数， 根据城镇化指标 的综合 函数对所述城镇 化指标值的偏导数的绝对值， 获取城镇 化指标值的权 重； 基于主成分分析算法， 获取所述至少一个水生态服务功能指标值对应的至少一个水生 态服务功能主成分， 根据所述至少一个水生态服务功能主成分构建水生态服务功能指标的 综合函数， 根据水生态服务功能指标的综合函数对所述水生态服务功能指标值的偏导数的 绝对值， 获取 水生态服 务功能指标值的权 重； 根据所述城镇化指标值的权重， 对所述至少一个城镇化指标值进行加权求和， 获取城 镇化的综合指数； 根据所述水生态服务功能指标值的权重， 对所述至少一个水生态服务功能指标值进行 加权求和， 获取 水生态服 务功能的综合指数； 以水生态服务功能的综合指数作为因变量， 以城镇化的综合指数作为自变量， 构建用 于拟合城镇化的综合指数和水生态服务功能的综合指数的环境库兹涅茨曲线的拟合模型， 获取所述拟合模型拟合的环境库兹涅茨曲线； 获取所述环境库兹涅茨 曲线的拐点对应的城镇化的综合指数阈值， 当目标区域的城镇 化的综合指数与所述城镇 化的综合指数阈值的差值小于预设阈值时， 发出 预警信号。 2.根据权利要求1所述的城镇化差异对流域水生态服务功能的影响预警方法， 其特征 在于， 在获取至少一个水生态服 务功能指标值之后， 还 包括以下步骤： 根据所述水生态服务功能指标对水生态服务功能的影响关系， 确定所述水生态服务功 能指标为正向指标或负向指标； 其中， 正向指标对 水生态服务功能具有正向作用， 负向指标 对水生态服 务功能具有负向作用； 当所述水生态服务功能指标为正向指标， 按照以下方式， 对所述水生态服务功能指标 进行标准化： 当所述水生态服务功能指标为负向指标， 按照以下方式， 对所述水生态服务功能指标 进行标准化： 其中， 为地区 第i年的水生态服务功能指标j的标准化值， 为地区 第i年的水 生态服务功能指标j的初始值， 为不同地区不同年份的水生态服 务功能指标j中的最小 值， 为不同地区不同年份的水生态服 务功能指标j中的最大值。 3.根据权利要求1所述的城镇化差异对流域水生态服务功能的影响预警方法， 其特征 在于， 获取 水生态服 务功能指标值的权 重的步骤具体包括： 按照以下 方式， 获取 水生态服 务功能指标的k个主成分： Fk＝ak1S1+ak2S2+…+akmSm权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115409374 A 2其中， Fk为水生态服务功能指标的第k个主成分， S1、 S2……Sm为m个水生态服务功能指标 的标准化值， ak1、 ak2……akm为第k个主成分的各个水生态服务功能指标值S1、 S2……Sm对应 的因子系数， k子系； 按照以下 方式， 构建水生态服 务功能指标的综合 函数： 其中， F为水生态服务功能指标的综合函数， n为水生态服务功能指标的个数， θj为主成 分Fj的方差贡献率； 按照以下 方式， 获取 水生态服 务功能指标的权 重： 其中， ωj为水生态服务功能指标j的权重， 为地区 第i年的水生态服务功能指标j 的标准化值。 4.根据权利要求1所述的城镇化差异对流域水生态服务功能的影响预警方法， 在根据 城镇化的综合指数和水生态服务功 能的综合指数构建用于拟合城镇化的综合指数和水生 态服务功能的综合指数的环境库兹涅茨曲线的拟合模型之前， 还 包括以下步骤： 按照以下 方式， 构建计量回归 模型： 其中， 为地区 的水生态服务功能的综合指数， χi1、 χi2、 χi3、 χi4…为多个城镇化指标 值， α1、 α2、 α3、 α4…分别为与多个城镇化指标对应的多个回归系数， γi1、 γi2、 γi3、 γi4…为 多个水生态服务功能指标值， β1、 β2、 β3、 β4…分别为为与多个水生态服务功能指标对应的的 回归系数， εi为城镇化发展对水生态服务功能指数回归模型的个体效应项， μi为计量回归模 型的随机 干扰项， 为城镇化的综合指数； 基于单位 根检验方法， 对所述计量回归 模型各变量的平稳性进行验证； 若所述回归模型存在至少两个不平稳的变量， 对所述至少两个不平稳的变量进行协整 检验； 若城镇化的综合指数与水生态服务功能的综合指数之间存在协整关系， 基于格兰杰 因 果关系检验方法， 确定城镇化的综合指数与水生态服务功能的综合指数为单向因果关系或 双向因果关系； 建立城镇化的综合指数与 水生态服务功能的综合指数的联立方程模型， 对所述联立方 程模型进行t检验， 获取 各变量的p值， 并剔除p值小于预设阈值的变量。 5.根据权利要求1所述的城镇化差异对流域水生态服务功能的影响预警方法， 所述根 据城镇化的综合指数和水生态服务功能的综合指数， 构建用于拟合城镇化的综合指数和水 生态服务功能的综合指数的环境库兹涅茨曲线的拟合模型的步骤具体包括： 将所述城镇化的综合指数和所述水生态服务功能的综合指数输入二 次对数模型中， 获 取二次对数模型的R2值； 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115409374 A 3