基于K-Means聚类算法的灌区人居景观特征研究分析——以世界灌溉工程遗产东风堰为例

名列首批世界灌溉工程遗产的东风堰,在过去360余年里,为夹江的农业发展、生态保护、人居环境改善产生了巨大效益。基于灌区人居景观体系理论、罗西类型学、皮尔逊相关性分析及K-Means聚类算法对东风堰灌区人居景观体系格局特征与发展现状进行研究。首先依据人居景观体系理论甄别出潜在三大研究要素“水系—农田—村落”,对相关数据筛选、清理和整合后,运用类型学理论和皮尔逊相关系数证明了三大要素的承载关系具有高度相关性和耦合性。进而,较为创新地运用计算机无监督学习K-Means聚类算法解析现代灌区人居景观体系:以灌区内的行政村(1)为基本单元,选择村域内水系数、灌溉农田面积和承载人口数为三组数据指标,对灌区“水系—农田—村落”景观体系的关系迭代计算归类,得到三类村落的聚类阈值。进一步量化村落聚类关系,运用景观生态学及图底关系理论分析各类村落异质性特征及验证其水资源安全及农业生产模式的合理性,并给出各类村落的人均拥水量评估标准建议,总结出灌区城乡建设应遵循“以水定产,以产定人”的规划原则,同时提出了不同水资源条件下的产业模式策略。为东风堰世界灌溉工程遗产传承提出保护建议、灌区村落未来发展提供相关参考值,并为其他同类型灌区的人居环境建设提供典例。