基于XGBoost算法的亚热带地区生态旅游适宜性评价方法研究

近年来,随着公众环境保护意识的提升,追求人与自然和谐共生的生态旅游方式越来越受到人们的普遍关注。面对丰富多样的生态旅游资源及国内生态旅游的供需矛盾,如何在大保护的前提下有序开发、合理利用,将“绿水青山”科学、合理地转化为“金山银山”是现阶段亟需面对和解决的重大问题。本文以神农架林区为例,基于多源地理空间数据,运用XGBoost算法对其生态旅游适宜性进行评估,得出如下结论：(1)基于XGBoost算法的生态旅游适宜性评价模型融合了机器学习技术与数据挖掘思想并取得了良好的分类效果,模型在10折交叉验证下的整体分类精度为89.44%,同时兼有良好的召回率(89.68%),F1分数为0.874 5,兼顾了精确度和召回率,模型AUC值为0.959 3,模型整体分类性能表现优秀;(2)根据特征重要性排序结果,生态环境要素NDVI(26.86%)、年平均气温（11.61%）和社会经济因素距道路距离（8.90%）对模型贡献度最高,位列所有特征前3位;(3)生态旅游适宜性分类结果表明,神农架林区整体生态旅游资源丰富,高度适宜区、中度适宜区、边际适宜区和不适宜区的覆盖面积分别占林区总面积的44.13%、1...     

对国土资源服务经济发展的几点思考

国土资源是国计民生的发展基础和根本依托.为认真贯彻落实国务院扶贫开发领导小组办公室和国家发改委《武陵山片区区域发展与扶贫攻坚规划(2011-2020)》,支持武陵山、罗霄山等地区域发展,湖南省委办公厅、省政府办公厅转发《湖南省国土资源厅关于加强国土资源管理支持武陵山罗霄山等地区域发展与扶贫攻坚的若干意见》(湘办发[2013]1号),提出了24项支持武陵山和罗霄山等地区域发展的政策.张家界市属于武陵山片区核心区域,全市各级国土资源部门应紧紧抓住这个机遇,把握国土资源服务发展的着力点,积极履职,主动作为,服务全市经济社会发展.     

郴州市“三生”空间适宜性评价及其特征分析

“生产—生活—生态”空间（“三生”空间）适宜性评价是国土空间规划和管理的基础,对于协调国土空间开发与保护、平衡区域发展具有重要意义。以湖南省郴州市为研究对象,首先基于空间适宜性构建评价指标体系,开展“三生”空间适宜性评价,定量划分“三生”空间;然后依据适宜性评价结果,对“三生”空间的空间分布特征、“三生”空间适宜性耦合协调特征及其空间自相关性进行分析。结果表明：（1）生产空间和生活空间适宜性具有相似的空间分布特征,生态空间适宜性分布格局则呈相反空间分布特征;（2）生产空间、生活空间和生态空间总体呈现显著的空间异质性分布格局,分别占国土面积的21.91%、5.97%和72.12%;(3)“三生”空间耦合协调度等级及其冷热点空间分布与“三生”空间分布格局具有较强的一致性,高、较高、中等、较低、低度协调区域面积分别占国土面积的10.33%、20.89%、23.73%、20.15%、24.90%。     

金钟山国家级自然保护区黑颈长尾雉生境适宜性评价

为加强对珍稀动物黑颈长尾雉（Syrmaticus humiae）的保护,本研究以广西金钟山国家级自然保护区的黑颈长尾雉野外实地调查数据为基础,在地理信息系统（GIS）技术支持下,以植被类型、植被覆盖度、海拔和坡度为评价因子,采用生境适宜性评价模型,对黑颈长尾雉潜在生境的适宜性进行了评价。研究结果表明：(1) 黑颈长尾雉最适宜的生境是海拔1000~1850 m、坡度为5~25 o、盖度大于70%的落叶阔叶林,这些区域应该成为重点保护的生境;(2) 保护区内黑颈长尾雉分布的生境类型有25种,鉴于保护的有效性和成本,选择面积占主导的15种生境类型为潜在生境,其中,54.31%的潜在生境分布在核心区内,15.75%分布在缓冲区,29.94%分布在实验区;(3) 生境适宜性评价结果表明,保护区适宜栖息生境的面积达74 km²,约占保护区总面积的36.30%。最后,基于黑颈长尾雉在金钟山自然保护区的生境适宜性研究范围提出了相应的保护对策。     

武陵山片区扶贫重点县农村基本公共服务均衡化差异分析

实施农村基本公共服务均衡化是当前农村扶贫开发的重要思路和方向之一.本文选取武陵山连片特困区67个扶贫重点县,构建贫困地区农村基本公共服务评价指标体系,采用基于博弈论的主客观权重法,评价研究片区农村基本公共服务综合发展水平,并利用基尼系数与最小方差法从片区-省-县多角度测度研究片区农村基本公共服务维度指标的发展差异,揭示贫困县农村基本公共服务的空间差异特点,为农村基本公共服务资源的均衡化配置决策提供参考.结果表明:(1)片区层面上的农村基本公共服务整体质量不高,呈现出明显的西北高,东南低的态势,片区所辖湖北省和重庆市的整体发展水平较高;(2)片区整体农村公共安全服务维度发展不均衡,县域间存在较大差异,其它维度发展相对较好;(3)发展差异类型上,大多数县市是五维度主导型,麻阳县受双维度支配,德江县和石阡县是七维度联合型.     

融入土壤湿度指标的青藏高原近地表土壤冻融机器学习监测算法

青藏高原作为中低纬度地区最大的高山冻土区,多年冻土和季节冻土广泛分布。高精度的地表冻融监测结果对研究该区域的水热交换、碳氮循环和土壤冻融侵蚀非常重要。本文基于4个青藏高原典型地区的土壤温湿度观测网数据,开展利用LightGBM算法和随机森林算法进行土壤冻融循环监测的研究。在构建土壤冻融监测模型的过程中,发现土壤湿度是影响冻融判别的一个关键因子。使用AMSR2亮温数据和ERA5-Land土壤湿度数据,基于两种机器学习算法判别地表冻融状态,将结果与传统冻融判别式算法进行对比分析。结果表明：相比冻融判别式算法,LightGBM算法在白天和夜间的总体判对率提高了12.09%;14.45%,随机森林算法在白天和夜间的总体判对率提高了13.23%和14.96%。近80%的错分样本分布在-4.0 ℃~4.0 ℃之间,说明2个机器学习算法能够识别出稳定的土壤冻结状态和融化状态。另外,LightGBM算法和随机森林算法得到的日冻融转换天数的平均RMSE降低了112.82和117.00;冻结天数的平均RMSE降低了47.87和53.96;融化天数的平均RMSE降低了37.10和39.80。同时,基于随机森林算法计算了2014年7月—2015年6月青藏高原冻结天数、融化天数、日冻融转换天数。得到的青藏高原冻结天数图,以中国冻土区划图为参考进行精度评价,总体分类精度为96.78%。     

基于贝叶斯优化机器学习超参数的滑坡易发性评价

利用机器学习模型进行滑坡易发性评价时, 不同的超参数设置往往会导致评价结果的不同。采用贝叶斯算法对4种常见机器学习模型(逻辑回归LR、支持向量机SVM、人工神经网络ANN和随机森林RF)的超参数进行了优化, 探索了该算法对滑坡易发性机器学习模型的优化效果。以湘中地区4县(安化县、新华县、桃江县和桃源县)滑坡易发性评价为例说明该算法的可行性与适用性。基于滑坡历史编录, 确定研究区内1 017个滑坡点, 并选定15个滑坡影响因子, 以此构建滑坡易发性模型的训练集和测试集。利用贝叶斯优化算法对4种机器学习模型的主要超参数进行了优化, 依据优化后的超参数建立了4种优化模型, 并使用AUC值等指标来比较其预测能力。结果表明: 经超参数优化后的4种机器学习模型预测性能均有所提高, 且基于贝叶斯优化的随机森林模型表现最好。      

市域土地资源建设开发适宜性评价研究——以福州市为例

土地资源建设开发适宜性评价是土地资源承载力评价以及国土空间规划的重要基础性工作。本文以福州市为研究区域,选取耕地资源、生态红线、地形坡度、地壳稳定性等土地资源建设开发影响因素进行强制性和较强制性因子的筛选、分级,综合运用短板效应原理法、GIS空间分析方法,开展福州市土地资源建设开发适宜性评价研究,研究结果表明:全市适宜建设开发的土地面积占16.10%,主要分布于闽江、敖江、龙江等主要流域周边盆地区域和罗源湾、闽江口、福清湾、兴化湾等滨海平原区域;有条件适宜建设开发的土地面积占16.77%,零散分布于内陆低丘缓坡及沿海台地区域;不适宜建设开发的土地面积占29.78%,主要分布于西部、北部及中部地势险陡、地质灾害多发的丘陵山地区域;禁止建设开发的土地面积占37.35%,主要分布于西南部、西北部生态保育区以及沿海基干林保护区、永久基本农田保护区、河流水域等区域。     

西线调水在地质条件上是可行的——南水北调西线区域超前期工作及认识简介

依据大量实地测试调查资料和专题研究成果而完成的《南水北调西线工程超前期工作区域工程地质及区域稳定性评价报告》,在全面详细分析论证了调水工程部署区区域工程地质及区域稳定性条件以及现拟调水方案地质条件的适宜性之后,又从西线调水的全局出发,明确提出:(1)西线调水在地质条件上是可行的;(2)西线通雅大的多河一线联合调水开发方案好;(3)西线还可调引澜沧江源区河水;(4)西线调水的优越性与艰难性共存;(5)西线调水开发论证工作要继续;(6)西线调水规划工程的综合性地质调查、试验研究及地质构造可行性论证要提前安排的结论和建议。实现了国家计委和地矿部、水利部希望通过本次区域工程地质及区域稳定性评价,能对西线调水的地质构造可能性有个明确结论的期望。     

武陵山贫困片区扶贫成效评价与空间格局分析

本文以武陵山贫困片区为研究区,构建扶贫成效评价指标体系,采用层次分析法(AHP)法确定指标权重,并通过综合评价法计算2010-2012年各区县3期扶贫成效综合指数;在扶贫成效评价结果的基础上,采用空间自相关方法进行空间格局分析,探究武陵山区近年来扶贫成效空间格局特征及成因.结果表明:(1) 武陵山片区扶贫成效空间分布基本呈现省内聚集的态势,总体表现为"北部高,中部低"的分布特征;(2) 扶贫成效的空间格局具有明显的地区差异,渝东南地区3期扶贫成效好,且具有稳定的中等增速;铜仁地区虽然经济社会发展基础薄弱且3期扶贫成效不高,但增速最大;鄂西南地区3期扶贫成效及增速均较好;湘西地区3期扶贫成效较差且增速缓慢,因此日后应更关注该地区的扶贫工作开展.     

国土空间开发适宜性评价的理论、方法与技术应用

国土空间开发适宜性评价既是长期人地关系优化调控研究领域的重要研究内容,也是当前各层级国土空间规划编制的重要基础工作。该文运用文献调研、总结、对比分析等方法,围绕国土空间开发适宜性评价的概念内涵、演进历程、评价方法以及技术手段等方面进行综述,指出现有研究存在的不足与仍需深入研究的领域和方向。主要结论如下：① 当前国土空间开发适宜性评价已具有较为丰富的研究案例,但对国土空间开发的多目标协同评价关注不够,评价指标体系的精细化程度不足,多尺度综合研究存在短板;基础信息数据尚难满足全域、全要素、全时相的评价要求;地球信息技术支撑“智慧评价”的能力不足;② 未来应进一步加强国土空间开发适宜性评价基础理论研究,深化对评价内涵的理论认知,构建指标独立、系统高效的评价体系;丰富多尺度适宜性评价案例,重视区域发展定位,关注区域发展的特殊需求和产业优势,提升评价指标体系的精细化水平;紧跟“智慧社会”建设步伐,加强地球信息技术与物联网、大数据、云计算等新兴技术的融合应用,促进国土空间多源大数据的制定与适宜性评价体系的有效衔接,为实现“智慧评价”提供有力的技术支撑。     

基于ArcGIS空间分析的土地开发建设适宜性评价——以桂西为例

文章以桂西为研究区域,以土地开发建设适宜性评价为研究对象,依据土地适宜性评价原则和评价因子,基于地理信息系统（GIS）技术强大的空间分析功能建立土地适宜性评价模型,统计桂西适宜开发建设土地的空间位置、分布与面积,为国土资源管理提供参考。     

基于可持续性视角的建设用地适宜性评价及其应用

建设用地适宜性是土地资源利用与管理决策的依据。本文基于土地利用可持续性界定建设用地适宜性内涵,从灾害风险、地形地貌、生态环境和区位条件4个维度,构建了较规范的适宜性指标体系;针对已有评价方法的不足,构建了整合极值法、条件函数法、线性加权综合的“多要素分布式算法——情景矩阵”评估框架;进而基于适宜性识别冲突空间,以空间冲突面积占总建设用地面积的比重作为空间冲突强度来刻画区域建设空间布局的合理性与可持续性。本文以新疆玛纳斯县为例开展研究,结果表明玛纳斯县适宜建设空间（达230 km²以上）约占全县总面积的26%;最适宜和比较适宜性建设用地主要分布于中部及中北部乡镇及农（团）场驻地附近,基本适宜建设区主要分布在比较适宜建设空间的外围及中南部山前平原地带;该县冲突空间达4.21 km²,占建成区面积的22.74‰;冲突空间主要分布在河流沿岸和中部城镇化发展区;南部、北部的生态脆弱区及中部工业化发展区的乡镇空间冲突强度也较高。研究表明,本文提出的建设用地适宜性评估框架与方法逼近客观现实,简单易行,能弥补以往评价方法的不足;适宜性在空间冲突分析与可持续性土地利用管理中具有较好的应用价值。     

土地资源建设开发适宜性评价方法对比研究 ——以福建省为例

文章采用适宜性指数评价法、短板效应评价法两种方法,以福建省为研究区域,进行土地资源建设开发适宜性评价方法对比研究。研究结果表明:适宜性指数评价法,容易弱化单要素因子对土地资源建设开发的限制性程度,加上人为主观因素干扰,所以部分区域适宜性划分结果不够合理。短板效应评价法,在单要素适宜性评价基础上,确定评价单元的综合适宜性等级,可以使研究者能够快速找到各评价单元建设开发的约束性因子,进而为自然资源管理部门提供更为详实的研究数据,这种方法对各参评因子的数据精度要求更高,参评因子数据比例尺越大,评价结果也越接近现实。     

内蒙古自治区人居环境综合适宜性评价及空间优化

科学评价区域人居环境适宜性,是开展国土空间开发适宜性评价的前提,对提高区域资源环境承载能力,促进人与自然和谐发展至关重要。本文以内蒙古自治区为案例,基于栅格尺度从自然与人文2个方面对人居环境适宜性进行评价;将适宜性因子作为城乡建设用地扩展的限制条件,采用MCR模型对城乡建设用地进行模拟,提出区域人居环境空间优化方案,主要结论有：水文与气候条件对内蒙古自治区人居环境的整体限制作用较强;内蒙古自治区人居环境临界适宜与不适宜区占比最高,达到52.8%;高度适宜区占比最低为9%,主要分布在前套平原及西辽河平原,全区人居环境适宜性水平整体偏低。内蒙古自治区城乡建设用地人居环境比较适宜与高度适宜区占绝对优势,适宜比例超过73%,从适宜性空间分布来看,南部整体优于北部,东部整体优于西部,地带性特征明显。内蒙古自治区城乡人居环境不适宜与临界适宜主要表现为自然条件不适宜及对自然保护区的不合理占用。内蒙古自治区城乡建设用地模拟结果显示远期呼包地区一体化连片趋势明显,内蒙古自治区可逐步形成以呼包鄂都市区、赤通都市区为主体,以文化特色鲜明、公共设施完善的中心城镇及中心乡村为依托,以人居环境不适宜区为间隔,城乡融合的人居环境空间格局。     

随机森林方法支持的复杂地形区土地利用/土地覆被分类研究

随机森林方法目前已经成为遥感分类机器学习中一种有效方法,探索基于中等分辨率的Landsat卫星数据与随机森林方法相结合对复杂地形区长时间序列数据的获取及土地利用/土地覆被变化及模拟研究是非常有意义的。本文基于Landsat8OLI卫星多光谱数据,采用随机森林分类方法对青海省湟水流域复杂地形区土地利用类型进行了分类研究。针对复杂地形区域的情况,将研究区进行地理分区,根据每个分区的特点,选择相应的地形特征参数,并通过提取Landsat 8数据的光谱信息与纹理信息构建最优特征集,探索随机森林方法在复杂地形区土地利用分类的适用性。结果表明：使用Landsat8OLI数据进行随机森林分类,能较好地得到湟水流域复杂地形区域的土地利用类型结果;光谱、地形及纹理信息的结合在不同分区的表现结果不同。在脑山区光谱与地形信息结合能使随机森林分类效果最佳,总体精度达到91.33%,Kappa系数为0.886;而在浅山区与川水区综合考虑光谱、地形、纹理信息进行随机森林分类效果最佳,浅山区与川水区总体精度分别达到92.09%和87.85%,Kappa系数分别为0.902和0.859;利用随机森林算法进行优化选择纹理特征组合可以在保证分类精度的同时能够快速地提取土地利用类型信息,为复杂地形区土地利用类型的区分提供了实际可行的方法。     

基于三种机器学习算法的山洪灾害风险评价

依据洪灾风险概念模型,从触发因子、孕灾环境和承灾体3方面选取江西省的12个洪灾风险指标,采用k近邻、随机森林、AdaBoost 3种机器学习算法构建洪灾风险评价模型。利用精度、Kappa系数、ROC曲线（AUC值）3种定量评估指标评价洪灾风险模型,基于随机森林和Boruta特征提取算法共同分析指标重要性,最后对比3种模型绘制的江西省山洪灾害风险分区图并分析山洪灾害分布特征。结果表明：① AdaBoost模型的精度、Kappa系数和AUC值的平均值为别为0.902、0.870和0.826,精度和Kappa系数略优于随机森林,AUC值与随机森林相当,而k近邻模型的3种性能指标均低于前2种算法;② 农田生产潜力、年最大6 h暴雨均值、年最大1 h暴雨均值、归一化差值植被指数、年降雨量均值这5个指标对最终的洪灾风险形成具有非常重要作用;③ 江西省较高风险区与最高风险区的面积和约占江西省总面积的34.4%,且主要分布于高降雨量、高暴雨量、农田生产潜力大的山区。     

生态视角下凤凰县建设用地适宜性评价

山地地区地形地貌更加敏感和脆弱,本文在构建建设用地适宜性评价指标时引入水土流失和石漠化等生态敏感性因子和脆弱性因子,采用层次分析法确定评价因子权重,依托ArcGIS10.3空间分析,提高评价的效果和精度。以凤凰县为例,识别生态重要性区域和建设开发适宜性区域,为国土空间规划生产、生活、生态的三生空间划定提供参考依据。     

建筑用海砂资源开发利用适宜性评价初探:以琼州海峡东口为例

经济的快速发展, 对砂石料的需求巨大, 海砂的开发成为当前的热点。琼州海峡东口海砂资源丰富, 资源潜力概算可达数十亿方。依据前期调查数据, 选取含泥量、含砂量、粒级、海砂厚度、水深和离岸距离6类指标, 采用层次分析法, 构造判断矩阵计算评价因子的权重, 运用ArcGIS空间分析功能进行叠加, 对琼州海峡东口的海砂进行了开发适宜性评价。结果表明: 经计算将研究区分为开发适宜性好、较好、中等、较差、差5个等级, 其中浅滩区域海砂规模大、质量好、水深浅和开采环境影响小, 其开发适宜性最佳。分析了不同的指标对海砂开发适宜性的影响, 在浅滩区, 厚度和含砂量指标贡献较大; 在近岸海湾, 环境影响是主要因子; 在琼州海峡深槽区, 水深条件则成为海砂开发的主要限制条件。根据海砂资源的特点, 建立了以资源自然属性、开发技术条件、生态环境影响和行政管理为主要因子的海砂开发利用适宜性评价体系, 具体工作可选取不同的指标开展评价。研究结果可以为研究区海砂的开发利用和其他区域海砂开发适宜性评价提供参考。      

水稻种植环境综合适宜性评价方法研究

开展特定区域水稻种植产业布局是科学制定区域农业种植产业规划的重要内容,而水稻种植适宜性评价是水稻种植产业布局的前提。本文以中国好粮油示范县——福建省浦城县为研究区,基于层次分析模型构建土壤条件、立地条件、灌排条件、气候条件和机械耕作条件5大类共21个指标的水稻种植适宜性评价体系,利用地学模型、回归模型和空间插值等方法计算、模拟评价指标空间分布数据,形成5 m×5 m分辨率的评价指标栅格数据集,基于经验指数法建立适宜度指数模型,开展精细尺度下的水稻种植环境综合适宜性评价。利用实测样点水稻产量与水稻种植环境综合适宜度指数进行分析,发现二者呈显著正相关,验证了本研究评价工作的正确性和可行性。最后利用K-means属性聚类法识别研究区水稻种植多维环境适宜性的空间模式。结果表明：① 研究区水稻种植高度适宜、较适宜、中度适宜耕地面积占全县耕地面积的84.4%,次适宜耕地仅占15.6%,耕地整体适宜性较高;② Ⅰ类集聚区水稻种植综合适宜性和各类指标适宜性均较高;Ⅱ类集聚区水稻种植综合适宜性较高,但灌排条件适宜性很低;Ⅲ类集聚区水稻种植综合适宜性较高,但立地、土壤条件适宜性较低;Ⅳ类集聚区水稻种植综合适宜性较低,灌排条件适宜性最低。本研究可为水稻种植适宜性评价提供方法借鉴,并为浦城县更合理科学地开展农业种植规划提供依据。