[發明專利]一種用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈

在審

• 申請號: 202211724437.0
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115965243A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉俊;熊俊楠;賀文;何雨楓;段鈺;孫懷張;楊港
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06Q10/0635
• 分類號: G06Q10/0635;G06Q10/0639;G06T17/05
• 代理公司: 成都其知創新專利代理事務所(普通合伙) 51326
• 代理人: 范忠華

本發明公開了一種用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈，該模型鏈包括以下步驟：S1、收集數據，建立格網評價單元；S2、模擬不同發展情景下的未來土地利用變化；S3、計算土地利用變化下未來各評價單元的POP和GDP數值并空間化；S4、以徑流系數RC、人口密度POP和生產總值GDP作為動態指標，以大三日降水量M3DP、日降水量≥50mm的天數R50mm、數字高程模型DEM、坡度Slope、到河流的距離DR和地形濕度指數TWI作為靜態指標，構建土地利用變化下洪澇風險動態評價指標體系；S5、基于博弈論的主客觀集成TOPSIS模型構建，量化洪澇風險。本發明提出的模型鏈能夠系統地預測土地利用變化下洪澇風險空間分布，解決當前洪澇風險評價中對土地利用變化考慮不足的問題。

技術領域

本發明涉及洪澇災害風險評估技術領域，尤其是一種用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈。

背景技術

洪澇災害風險預測是提前量化區域內洪水發生的概率及其可能造成的損失程度大小。在世界范圍內，洪澇災害已經造成了極大的生命與財產損失。而且，由于土地使用和工程的持續人為變化，未來洪水的規模和頻率預計將上升。這些更嚴重的洪水將使生命和經濟的損失不可避免。因此，確定可能遭受洪水影響的地區，提供洪水緩解的適應策略，對減少當地未來洪水事件的影響至關重要。在現有的方法中，洪水風險預測已成為一種有效的非結構性措施。

目前，對于洪澇風險評價的研究主要集中于靜態的單期洪澇風險評價與分析之上。例如專利CN202111028746.X公開了一種洪澇評估方法；專利CN202110618274.7公開了一種基于異源多尺度監測數據的洪澇災害風險評估方法；專利CN201910554191.9的公開了一種耦合熵權-模糊聚類算法的城市洪澇風險評估方法。這些方法對洪澇風險進行了評價，但這些方法僅建立于現有的土地利用(下墊面)的情形下，未考慮未來不同時間，不同發展情景下土地利用變化對洪澇風險的影響。然而，在嚴峻的土地利用變化趨勢下，如何有效的量化未來洪澇風險的變化面臨著更大的考驗。由于人類活動的影響，洪澇風險等級和空間分布會隨時間變化而變化，風險會呈現出動態的態勢。若在洪澇風險評價過程中考慮多階段或多時期，將有助于我們對風險演化有更全面的認識。

發明內容

針對傳統洪澇風險動態評價體系和模型對未來土地利用變化考慮不足的缺陷，本發明提供一種用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈。

本發明的用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈，提出將未來土地利用模擬、因子空間化技術和主客觀評價方法等技術手段用于洪澇風險評價的模型鏈，該模型鏈能夠實現區域尺度下土地利用變化情景中未來洪澇風險的預測及評價。

本發明的用于土地利用變化下洪澇風險動態評價的模型鏈，包括以下步驟：

S1、收集數據，建立格網評價單元。

收集的數據包括三個方面，用于土地模擬的數據(歷史多期土地利用數據、土地驅動因子數據)、用于空間化建模的數據(統計年鑒)和用于洪澇風險量化的數據(降雨、地形、河流等)。

由于土地利用的變化通常以格網單元進行模擬，因此需要根據研究區域的范圍和大小并結合研究的目的，確定格網單元大小。在ArcGIS10.6中創建漁網，輸入格網單元的長和寬，得到覆蓋整個研究區范圍的格網。利用ArcGIS10.6按位置選擇工具，自動獲取貼合研究區范圍的完整格網并導出，即為土地利用變化下洪澇風險動態評價基本單元。

S2、基于Markov模型及FLUS模型模擬不同發展情景下的未來土地利用變化。具體步驟如下：

S21、設置不同發展情景下的參數：不同發展情景包括自然發展情景NG、耕地保護情景EP和耕地擴張情景CP這三種情景；并通過調節土地利用轉移概率實現不同情景的劃分；

S22、確定不同發展情景下各類土地利用類型的需求數量，在確定了不同情景下的各類土地利用轉移概率的基礎上，利用馬爾科夫模型推求各情景下各類土地利用需求格網數量；