基于Logistic-CA-Markov模型的村庄搬迁模拟——以黄河下游滩区所在区域为例

摘要

黄河下游滩区分布着大量村庄，河道行洪被占用，洪水潜在威胁较大。实施黄河下游滩区村庄科学搬迁，对村民安全、经济发展和河流环境保护具有重要的理论和实际意义。本文以黄河下游滩区所在区域为研究区，采用1995、2000、2015年土地利用数据，基于Logistic-CA-Markov模型，在利用已有数据验证2015年模拟结果的基础上，预测2025年土地利用格局，并依据村庄适宜性空间分布图设计不同情景对滩区内进行村庄搬迁模拟，为研究区村庄搬迁选择与决策提供科学依据。研究得到的结论如下： (1)采用容许值(TOL)和方差膨胀因子(VIF)相结合的方法对500m、750m、1km三个栅格尺度的自变量共线性问题进行诊断和剔除，进而选取的土地利用变化影响因子。基于ROC(receiver operating characteristic curve)曲线，确定出适合研究区土地利用模拟的栅格分辨率。通过对比分析不同栅格分辨率ROC曲线下面积，确定本研究中土地利用模拟的最佳栅格尺度为1km×1km。 (2)利用已有土地利用数据和土地利用适宜性图集，基于CA-Markov模型模拟出2015年土地利用数据，并依据Kappa值进行了验证，进而预测了2025年黄河下游滩区所在区域土地利用格局，并对1995-2025年研究区土地利用特征进行分析，在自然发展模式下，耕地持续减少，建设用地保持较快增长态势。 (3)为解决黄河下游滩区人，地矛盾突出问题及满足防洪要求，研究开展了黄河下游滩区村庄搬迁模拟，设置3种搬迁情景，防洪安全情景下，筛选黄河下游滩区内村庄淹没面积最大5个乡镇的村庄作为搬迁对象，进行同乡镇安置、跨乡镇安置、就近安置、集中安置，并对搬迁区域复垦耕地和林地；发展优先情景下，筛选人均GDP最低5个乡镇的村庄作为搬迁对象，村庄主要向县城、集镇、干线公路、旅游景点和园区集中进行安置；耕地保护情景下，筛选耕地面积最低5个乡镇的村庄作为搬迁对象，采用同乡镇安置、跨乡镇安置、就近安置，安置过程最小限度占用耕地，并对搬迁区域复垦耕地。

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