地质灾害威胁下山地农村居民点用地规划适宜性评价及空间模拟研究 ——以都江堰市向峨乡为例

论文摘要

乡村规划是控制农村居民点用地规模和布局的重要手段,特别是在地质灾害多发的山地环境下,农村居民点的合理规划不仅关系到农村土地利用结构的优化调整,在减灾避灾,确保群众生命财产安全方面也至关重要。本文选取在5.12地震中受损严重的都江堰向峨乡为研究区域,在提取和分析各种研究数据的基础上：利用Logistic模型对研究区域进行地质灾害危险性划分；建立了向峨乡农村居民点用地适宜性评价体系；分析研究区域农村居民点的空间布局与动态演替过程,利用元胞自动机,采用多准则模拟的方式,模拟农村居民点的演化；最后,通过分析讨论灾后规划的实施效果、技术路线,提出受地质灾害威胁下的山地农村居民点规划技术路线。主要结果分述如下：1)利用3S技术手段挖掘研究区域的地质、生态、社会经济等背景信息。在对向峨乡TM遥感影像进行数据预处理的基础上,利用RS、GIS技术平台提取了向峨乡地层岩性、线性构造、植被盖度等信息；根据DEM数字高程模型,提取研究区域地形地貌、水系信息；通过GPS技术,实地获取了向峨乡的卫生、文教等基础设施的空间位置信息。2)研究区域地质灾害危险性区划研究。在对向峨乡地质灾害影响因素进行研究的基础上,分析并讨论了该区域内的各种地质灾害与致灾因素之间的相关性,利用Logistic数学模型对都江堰向峨乡进行地质灾害威胁评价,并在此基础上将向峨乡划分为：地质灾害高易发生区、中易发生区、低易发生区和基本稳定区。研究结果显示：向峨乡91.09%的地质灾害点位于本研究划定的高易发生区以及中易发生区,证实,本研究建立的地质灾害危险性区划方案可行。3)农村居民点用地的适宜性评价。基于特尔菲法（Delphi）综合考虑并选取向峨乡农村居民点选址的影响因素,基于层次分析法（AHP）赋予各影响因素权重,建立了研究区域农村居民点用地的适宜性评价体系,并利用Arcgis的空间叠置分析,实现向峨乡农村居民点用地的适宜性区划。4)灾前向峨乡农村居民点空间布局及演化特征。采用农村居民点用地比重（PR）、扩展（收缩）指数（SI）分析法,对向峨乡地震前农村居民点的空间布局特征以及在规划影响下,1996年-2006年期间,农村居民点的空间演化情况进行了研究。研究发现：地震前,向峨乡农村居民点主要集中分布于相对海拔较低,离水系、公路较近的区域内。由于忽视了对地质灾害的预防,大部分扩展农村居民点安全性不高,导致向峨乡45%的农村居民点密集区位于研究区域内线性构造交错复杂,容易受地震破坏的位置,60%的密集区分布于地质灾害中易发或高易发区域。5)基于CA-Markov农村居民点演化模拟。利用前期研究的地质灾害区划结果、农村居民点适宜性评价结果作为CA-Markov模型转化规则,在对农村居民点用地空间演化研究基础上（1996年-2006年期间）,分场景模拟农村居民点2011年的状况,并在地质灾害威胁、用地适宜性等方面对模拟结果、2006年农村居民点状况及研究区域灾后规划重建农村居民点三者进行对比分析。研究发现：93%灾后规划重建的农村居民点位于地震灾害低易发区或基本稳定区,88%位于适宜或较适宜选址区域。证实：本研究建立的利用地质灾害区划以及适宜性评价结果指导农村居民点选址的可行性。此外,模拟结果与灾后规划实施结果差别较大,可见虽然向峨乡农村居民点在原空间布局上进行了演变,但是不能从根本上改变不合理的空间布局。但是,通过比较以地质灾害区划及农村居民点适宜性评价作为CA-Markov模型转换规则的模拟结果、较基期数据、及其他模拟结果发现,农村居民点的空间布局在安全性、适宜性方面有所改善,因此可以将该种方法作为山地农村居民点规划的辅助手段。6)进行了灾前规划与灾后规划实施效果、技术路线的比较研究,在分析比较两种规划实施效果差异的基础上,比较两者在技术方法上的差异和优劣,结合本次研究提出一套技术体系,依次包括：基于3S技术规划背景数据的采集→规划专题数据库的建立→地质灾害危险性区划→地灾主导的规划区域农村居民点用地适宜性评价→规划预案→规划预案模拟评价→规划方案。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1 立题背景
• 2 立题意义
• 3 文献综述
• 3.1 地质灾害危险性区划研究
• 3.2 农村居民点选址问题研究
• 3.3 农村居民点空间演化模拟
• 4 论文主要研究内容及技术路线
• 4.1 主要研究内容
• 4.2 技术路线
• 第二章 基于3S技术的向峨乡背景数据挖掘
• 1 基于RS的地质背景信息
• 1.1 遥感数据选择及处理
• 1.2 地层岩性信息提取
• 1.3 构造信息提取
• 2 基于DEM的地形地貌及水系信息
• 2.1 研究区域DEM的生成
• 2.2 研究区域地形地貌信息提取
• 2.3 研究区域水系信息
• 3 基于GIS生态环境信息
• 3.1 研究区域土壤侵蚀信息
• 3.2 研究区域植被覆盖度信息
• 4 基于GPS、GIS社会经济背景信息的提取
• 4.1 研究区域土地利用状况信息提取
• 4.2 研究区域耕作半径信息提取
• 4.3 研究区域交通、政务、医疗、文教信息提取
• 第三章 向峨乡地质灾害危险性区划研究
• 1 向峨乡地质灾害分布及影响因素概况
• 1.1 地质灾害分布
• 1.2 影响因素
• 2 研究区域各类地质灾害与影响因素相关性分析
• 2.1 崩塌
• 2.2 滑坡
• 2.3 不稳定斜坡
• 2.4 泥石流
• 2.5 地质灾害与各种影响因素相关性
• 3 基于GIS、Logistic数学模型的地质灾害危险性区划
• 3.1 Logistic数学模型的建立
• 3.2 地质灾害影响因素数据集的建立
• 3.3 研究区域地质灾害发生概率计算
• 3.4 研究区域地质灾害危险性区划
• 3.5 研究区域地质灾害危险性区划结果分析
• 第四章 基于地质灾害威胁的向峨乡农村居民点用地适宜性评价
• 1 地质灾害威胁下农村居民点的选址指标体系的构建
• 1.1 农村居民点选址的影响因素
• 1.2 基于特尔菲法（Delphi）选址影响因素的选取
• 1.3 基于层次分析法（AHP）因素权重的确定
• 1.4 影响因素信息量化分级
• 2 基于空间叠置分析的最优位置选择
• 2.1 各影响因素数据来源及栅格化预处理
• 2.2 各影响因素图层叠加计算
• 2.3 向峨乡农村居民点用地适宜性分析
• 第五章 向峨乡农村居民点用地的时空演替及多场景模拟
• 1 研究区域农村居民点用地的空间变化研究
• 1.1 向峨乡农村居民点用地转移变化
• 1.2 向峨乡农村居民点用地的时空演替
• 1.3 地质灾害区划下的震前农村居民点空间布局、动态变化分析
• 2 基于地理元胞自动机的向峨乡农村居民点多场景演化模拟
• 2.1 元胞自动机模型的选取
• 2.2 CA-Markov模型的构建
• 2.3 多场景模拟转换规则建立
• 2.4 研究区域农村居民点演化模拟
• 第六章 地灾威胁下山地农村居民点用地规划技术路线与规范
• 1 地震前后规划实施效果的比较研究
• 1.1 总面积
• 1.2 图斑破碎度
• 1.3 地灾威胁
• 1.4 农村居民点适宜性
• 2 地震前后规划技术方法的比较研究
• 2.1 规划前期调查
• 2.2 规划数据采集
• 2.3 规划数据分析
• 2.4 编制参与部门、侧重
• 2.5 规划模式
• 2.6 编制机制
• 3 地质灾害威胁下山地农村居民点规划技术路线
• 结论
• 参考文献
• 致谢