[发明专利]一种基于地理空间的山区人地关系地域系统空间量化模型

摘要

本发明公开了一种基于地理空间的山区人地关系地域系统空间量化模型，包括以下步骤：人类活动强度计算,包括指标选取、模型构建，建立聚落活动强度模型和交通建设强度模型，然后进行人类活动综合强度模型计算；包括选取降雨侵蚀力、地形起伏度、植被覆盖度和土壤可蚀性4个关键因子为指标，然后建立判别标准，分别建立侵蚀敏感度判别标准表、侵蚀危险性判别标准表、自然生态系统脆弱度判别标准表；最后进行人地关系协调度计算；确定基于行政单元尺度的人地关系类型，依托ARCGIS区域统计模块，统计行政单元不同人地关系类型的栅格单元数量；根据公式计算不同行政单元的人地关系协调度，将地理空间尺度的人地关系评价聚合到行政单元尺度。

主权项

1.一种基于地理空间的山区人地关系地域系统空间量化模型，其特征在于：包括以下步骤：S1、人类活动强度计算S11、指标选取，选取聚落生态位与公路网络作为人类活动强度量化的基础指标；S12、模型构建S121、建立聚落活动强度模型，将聚落人口密度作为聚落中心栅格i的人类活动强度基础值，即源强度：D_ij＝(P_i×v_ij/V_i)/A_ij              (1)式中D_ij为i村j聚落的人口密度，P_i为i村的总人口，vij为i村j聚落居民点面积，V_i为i村居民点总面积，Aij为i村j聚落的总面积；计算每个栅格的人类活动强度值，模型如下：I_ij＝M‑S×lnR                    (2)其中I_ij为距聚落中心栅格i距离为R的栅格点j的人类活动强度，R为栅格i与栅格j的距离，M为栅格i的人类活动强度值，s为坡度修正因子；S122、交通建设强度模型，采用专家打分法和层次分析法，确定不同等级公路的源强度，将其作为公路中心点栅格的强度值；考虑到公路对周边区域辐射影响的距离衰减效应，以及地形对辐射影响的限制，采用反距离加权法(Inverse Distance Weight，IDW)，并将坡度作为限制因子进行空间插值；S123、人类活动综合强度模型综合聚落活动强度、交通建设强度对人类活动综合强度的贡献率，采用专家打分法和层次分析法，确定2个分量权重依次为0.7468和0.2532，计算基于地理空间的人类活动综合强度；式中，I为人类活动综合强度，I_i为聚落活动强度和交通建设强度，w_i为权重；S2、自然生态系统脆弱度计算S21、指标选取与评价方法选取降雨侵蚀力、地形起伏度、植被覆盖度和土壤可蚀性4个关键因子，综合土壤侵蚀现状，对侵蚀脆弱性进行分析，在此基础上，将侵蚀脆弱性与灾害危险性进行叠加，构建判别模型，实现自然生态系统脆弱性的空间量化评价；其中侵蚀敏感度的4个因子：降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤可蚀性和植被覆盖权重值分别为0.2867、0.2987、0.2420、0.1726，敏感度计算公式如下：式中，S_j为栅格j土壤侵蚀敏感度综合评价值；W_i为i因子的权重；C_ij为i因素j栅格敏感度等级值；S22、建立判别标准，分别建立侵蚀敏感度判别标准表、侵蚀危险性判别标准表、自然生态系统脆弱度判别标准表；S3、人地关系协调度计算应用ARCGIS自然断裂法将人类活动强度分为4级；利用ARCGIS空间分析功能中栅格运算模块，进行人类活动强度与自然生态脆弱度叠加分析，根据判别模型，对人地关系类型进行划分，将其划分为5种类型，分别为过度、拮抗、本底、平衡和协调；其中：过度区即人类活动强度大，且自然生态脆弱度高的区域；拮抗区即人类活动强度较大，自然生态脆弱度较高的区域；本底区即人类活动强度较低但自然生态脆弱度高的区域；平衡区即人类活动强度低，且自然生态脆弱度较低的区域；协调区即人类活动强度高但是自然生态系统脆弱度低的区域；其中人地关系过度区和拮抗区的主要影响因素是人类活动，本底区和平衡区的主要影响因素为自然条件；S4、确定基于行政单元尺度的人地关系类型①依托ARCGIS区域统计模块，统计行政单元不同人地关系类型的栅格单元数量；②计算不同类型的面积比例；③根据专家打分法，对不同人地关系类型进行赋值；人地关系主要取决于“人”而非“地”，按照“以人为核心”的人‑地关系相互作用思路，对人类活动促进人地协调发展的“正向作用”赋以最高值；对“负向作用”赋以最低值；对人类活动对地域系统影响不明显的，赋值介于二者之间；④根据公式计算不同行政单元的人地关系协调度，将地理空间尺度的人地关系评价聚合到行政单元尺度，计算公式如下：式中，HLR_j为行政单元j的人地关系地域系统协调度，W_ij为行政单元j人地关系i类型面积比例，R_i为类型区i的得分；HLR_j值越大，人地关系协调度越高。