基于CLUE-S和Markov模型的土地利用变化模拟预测

土地利用变化过程是极其复杂的,主要是因为其在变化的过程中不仅仅是单一因素作用的结果,而是多种因素掺杂在一起形成的复杂过程。在经济快速发展的今天,一旦区域土地利用存在不合理的情况,极容易影响区域资源可持续利用以及和谐稳定的状态,土地利用变化模拟预测可以改善土地利用结构、提高土地利用效率,帮助相关部门规划国土空间布局,缓解人地矛盾,实现自然资源可持续发展。本文是基于高分辨率遥感影像解译得到靖远县2期土地利用数据,并利用CLUE-S与Markov模型相结合的方法对靖远县未来土地利用变化从自然发展、耕地保护和生态安全三种情景进行预测。结果表明,(1)CLUE-S模型相对于小尺度的土地利用变化模拟预测的效果较好,精度较高。(2)建设用地在自然发展情景下的增加是最为显著的,在其他两种情景下受到限制因素后在减少,草地和耕地只有在自然发展情景下是减少,林地只在耕地保护情景下是减少,水域用地和未利用地都在自然发展情景下是增加的。(3)生态安全情景与耕地保护情景对未来土地利用变化的调控效果较好,林地、草地和耕地受到了更好的保护。研究表明,区域土地利用模拟预测可以更好地为土地利用规划编制提供参考。

基于CLUE-S和Markov模型的生态用地模拟研究

以太湖生态敏感区江苏省宜兴市为例,基于2010、2015年土地利用现状数据,划分农地、林地、草地、湿地、其他生态用地及非生态用地6种土地类型,验证CLUE-S模型的预测精度,结合CLUE-S模型和Markov模型,在自然演化和生态用地保护两种情景下对研究区未来生态用地变化进行模拟预测.结果表明:CLUE-S模型对小尺度生态用地变化模拟预测效果较好,自然演化情景下的2020年生态用地总面积为155 680.13 hm^2,在生态保护情景下2020年生态用地总面积比自然演化情景下多236.16 hm^2,生态用地的保护和利用依然是未来发展的重点.

东北地区土地覆被格局变化模拟:基于CLUE-S和Markov-CA模型的对比分析

研究以遥感解译的东北地区2000年、2010年、2015年的土地覆被变化为基础,充分考虑自然和社会因素对土地覆被变化的影响,分别通过CLUE-S模型和Markov-CA模型对东北地区2015年和2030年土地覆被格局进行模拟,研究结果表明:通过与遥感解译的2015年实际土地覆被类型数据对比验证,CLUE-S模型和Markov-CA模型模拟结果的总体Kappa指数分别为0.9700和0.9649,结果表明2种模型的模拟结果较为理想,CLUE-S模型的模拟精度较Markov-CA模型更高。2015—2030年东北地区草地、耕地、湿地、其他用地和水体面积呈现下降趋势,林地、人工表面面积呈现增加趋势,人地关系越发紧张。东北地区作为生态环境相对脆弱的区域需警惕不可持续的土地覆被变化,需权衡生态保护、粮食增加与基础设施建设的用地需求和协调发展。

基于CLUE-S模型的浙江省土地利用结构变化趋势分析

土地利用格局变化及未来发展情景对省域土地合理规划和生物多样性保护具有重要意义。以东部典型区域浙江省为例,根据浙江省2013和2018年两期精度500 m×500 m土地利用数据、浙江省陆地国家公园、国家级自然保护区数据,分别设置了土地利用结构和经济社会发展速率维持现状的情景、自然保护地体系建立情景和城市扩张情景。选取高程、坡度、人口等11种影响因素作为驱动因子,采用CLUE-S模型拟合浙江省2018年的土地利用覆被格局并判断拟合精度,进而模拟出三种情景下研究区2030年的土地利用格局演变。结果表明:1)Logistic二元回归分析结果ROC值均大于0.699,表明所选驱动因子对土地利用类型的解释能力较为准确。2)Kappa系数高达0.9460,表明模型能够准确的模拟浙江省土地利用分布格局;3)与2018年浙江省土地利用情况相比,2030年在不同情景下土地利用面积与空间分布均发生了一定的变化,土地利用结构和经济社会发展维持现状情景下建设用地持续扩张,建设用地面积增加16575 hm^(2),显著增加的区域主要位于杭州市郊和温州市郊。自然保护地体系建立情景下,林地、水域分别增加了15625、1600 hm^(2),耕地、草地和建设用地分别减少了1550、1700和13975 hm^(2),空间上都呈现均匀变化。城市扩张情景下,建设用地面积迅速增加145800 hm^(2),增加部分多数位于原有建设用地的外围。三种情景对比下,自然保护地体系建立情景是浙江省2030年最适宜的土地利用土地覆被格局。2030年浙江省在自然保护地体系建立情景下生态空间的面积最大,为6741925 hm^(2),年均增加速度为0.0192%。

基于CLUE-S模型的吴忠市土地利用时空演变及多情景模拟预测

【目的】研究不同情景下的未来土地利用时空演变格局,为合理利用土地资源、科学规划国土空间开发格局和区域高质量发展提供助力。【方法】研究团队以宁夏回族自治区吴忠市为研究对象,选取2000年、2010年和2020年3期土地利用数据,运用土地利用转移矩阵、CLUE-S模型,分析研究区2000—2020年土地利用变化特征,模拟自然增长情景、生态保护情景和经济增长情景下2030年吴忠市土地利用演变特征。【结果】1)2000—2020年吴忠市草地面积占比最大,其次是耕地和未利用地,建设用地面积不断增长;建设用地面积变化最快,并以耕地转化为建设用地为主。2)2030年建设用地面积在自然增长情景下将会减少,生态保护情景下林地面积增幅较大,经济增长情景下各土地利用类型变化较小。3)在3种情景下,吴忠市2030年土地利用结构仍然以耕地、林地、草地为主,建设用地面积在生态保护情景和经济增长情景下将呈增长的趋势,在自然增长情景下将呈减少趋势。【结论】生态保护情景下的预测结果更符合国土空间规划要求和经济社会发展的需求。该研究成果对推动吴忠市未来土地利用格局规划具有重要意义。

基于Markov模型的三种方案治疗胰腺癌的药物经济学分析

目的通过建立Markov模型,对三种治疗胰腺癌的方案进行药物经济学评价,为临床用药提供循证依据。方法参考药品价格、治疗成本、健康效用值、状态转移概率建立马尔可夫(Markov)模型,对兰州大学第一医院2017年6月~2022年5月三种方案的有效性和经济性进行评价,并进行敏感性分析。结果Markov模型模拟回乘分析结果显示60个周期(5年)后,吉西他滨联合白蛋白结合型紫杉醇方案组(AG方案)的成本-效果比为437903.43元/11.80质量调整生命月(QALMs);吉西他滨联合卡培他滨方案组(GX方案)的成本-效果比为162234.52元/6.58 QALMs;吉西他滨联合替吉奥方案组(GS方案)的成本-效果比为429029.92元/15.64 QALMs。与GX方案相比较,AG方案的成本高出275668.91元,效果高出5.22 QALMs,ICER却为负值,处于绝对劣势;GS方案比GX方案效果高出9.06 QALMs,ICER为正值。结论从成本-效果的角度来看,方案AG的成本最高,治疗效果也相对较差,处于绝对劣势;GS方案比GX方案效果高,ICER也为正值,但成本较高,GX方案为优选方案。从药物经济学的角度来看,GS方案和GX方案相对于AG方案具有更高的性价比,患者在接受治疗后能够获得更长的生存期和更好的生活质量,从而提高整体的经济效果。在实际应用中,需要结合患者的具体情况和医生的专业建议来制定最佳治疗方案。

基于CLUE-S模型和Markov模型的土地利用变化模拟预测——以德阳市为例

在四川省德阳市现有土地利用数据的基础上,充分整合自然和社会因素的影响,全面考虑各土地利用类型的供需平衡关系,以此对德阳市未来不同发展情景下的土地利用变化进行模拟预测。在地理信息系统(GIS)技术的支持下首先对CLUE-S模型的预测精度进行验证,然后利用CLUE-S模型和Markov模型相结合的方法对研究区未来4种不同情景的土地利用变化进行模拟预测,并系统分析各情景下土地利用变化的特征。CLUE-S模型能较好地运用于对德阳市的土地利用变化的模拟;在"历史趋势发展"和"经济优先发展"情景下,城乡工矿居住用地增幅明显,扩张趋势明显,尤其以东北部平原区最为明显;在"粮食安全"情景下,土地利用变化的趋势较为缓和,耕地向其他用地的转化得到了一定的限制,有效地满足了区域的粮食安全需求;在"生态安全"情景下,林地得到了有效的保护,水域和草地增幅明显,城乡工矿居住用地增幅减缓,进而有效地保障了地区的生态安全。CLUE-S模型和Markov模型相结合模拟的结果能够对区域规划和相关土地利用政策制定提供有力的技术手段和科学支撑。

基于CLUE-S和InVEST模型的苏州市生境质量评估及预测

评估城市化进程中土地利用变化下的生境质量演变,对于构建综合生态规划体系、应对全球可持续发展的重大挑战具有重要意义。基于苏州市2010年和2018年遥感影像解译的土地利用数据和社会经济等数据,选取高程、坡度、到公路的距离、人口密度等驱动因子,采用CLUE-S模型模拟多情景下2030年土地利用变化,并通过生态系统服务评估与权衡(InVEST)模型评估过去并预测未来的生境质量时空演变,探讨土地利用变化对生境质量的影响。结果表明:最优拟合尺度为400 m×400 m,Kappa系数达到0.8545,模型能够很好地模拟研究区未来的土地利用格局;苏州市2030年生态保护情景下的生境质量优于2018年,而2030年自然增长情景下的生境质量差于2010年和2018年;从空间分布看,苏州市中心城区、工业较集中和人口活动强度大的地区生境质量差,太湖周边等水系发达地区生境质量较好。因此,未来研究区在发展经济的同时,更要注重生态保护,实现高质量发展。

基于Markov模型的胰高血糖素样肽1受体激动剂联合二甲双胍治疗2型糖尿病药物经济学评价

目的 对胰高血糖素样肽1受体激动剂(GLP-1RA)联合二甲双胍治疗2型糖尿病(T2DM)进行经济学评价。方法 从我国卫生体系角度出发,基于7项GLP-1RA联合二甲双胍治疗T2DM的随机对照试验(RCT),构建二甲双胍单药或联合GLP-1RA治疗T2DM的Markov模型,模拟治疗期间T2DM无并发症、T2DM伴并发症以及死亡3种状态的动态变化。模型以质量调整生命年(QALYs)为健康产出指标、以3倍我国2023年人均国内生产总值(GDP)为意愿支付(WTP)阈值。模型循环周期设定为1年,共计模拟20年,采用Markov模型进行队列模拟,以增量成本-效用比(ICUR)为评价指标,从而获得每种治疗策略的长期成本、效用及其经济性。通过对成本、效用及贴现的敏感性分析,检验研究结果的稳定性。结果 与二甲双胍单药治疗相比,5种GLP-1RA类药物(利拉鲁肽、度拉糖肽、艾塞那肽、聚乙二醇洛塞那肽、司美格鲁肽)联合二甲双胍治疗方案的ICUR均小于3倍我国2023年人均GDP,增加的成本可接受。敏感性分析中各参数在设定的范围内变化,或将模拟时间延长至30年或50年,对研究结论无显著影响;概率敏感性分析结果表明,WTP阈值为3倍我国2023年人均GDP值(268 074元)时,二甲双胍联合司美格鲁肽0.5 mg方案具有成本-效用优势的概率最高,约为99.7%。结论 对于T2DM患者,相比于二甲双胍单药治疗,利拉鲁肽、度拉糖肽、艾塞那肽、聚乙二醇洛塞那肽、司美格鲁肽以说明书推荐剂量联合二甲双胍治疗方案均属于优势方案,具有经济性。

基于Markov模型的肺结节低剂量螺旋CT筛查卫生经济学评价

目的基于Markov模型评价肺结节低剂量螺旋CT(LDCT)筛查的卫生经济学。方法利用2021年—2023年北京市某三甲医院的肺结节LDCT筛查数据和部分国外临床研究数据,采用成本效用分析方法,通过增量成本效用比(ICUR)确定优势筛查策略;使用R语言获得转移概率参数,利用TreeAge Pro 2011软件构建Markov模型。假设以我国10万名55岁及以上人群为肺结节筛查对象,模拟其疾病发展情况,并通过敏感性分析评价该模型的稳定性。结果成本效用分析显示,该模型经20次循环后,LDCT筛查策略的总成本为3543088618元,相较于不筛查策略的总成本增加了784130651元,额外获得了7996个质量调整生命年(QALY),每获得一个QALY需多花费98059.77元。采用WHO卫生经济学评价标准,LDCT筛查策略的ICUR大于1倍人均国内生产总值(GDP)但小于3倍人均GDP,为优势策略。敏感性分析显示,各变量在其敏感性分析范围内无论如何变化,都不会对ICUR产生较大影响,表明该模型具有较好的稳定性。结论在55岁及以上人群中开展每年一次肺结节LDCT筛查的ICUR小于3倍人均GDP,具有一定的经济学效用,该筛查策略有利于肺癌的“早发现、早诊断、早治疗”。

基于Markov模型的血塞通软胶囊治疗 缺血性中风的成本效果分析

目的:基于中国卫生服务体系角度评价血塞通软胶囊对比安慰剂治疗缺血性中风患者的经济性。方法:基于血塞通软胶囊的Ⅲ期对照试验和已发表的文献数据构建markov模型,模拟患者终身的质量调整生命年(quality-adjusted life year,QALY)和增量成本效果比(Incremental cost-effectiveness ratio ICER),并进行单因素敏感性分析和概率敏感性分析检验模型的不确定性。结果:基础分析结果显示,与安慰剂组相比,血塞通软胶囊在获得0.32个QALY且节约医疗成本,具有绝对优势,单因素敏感性分析和概率敏感性分析验证了模型的稳健性。单因素敏感性分析显示对模型结果影响程度最大的4个因素分别是mRS3-5首次住院成本、mRS0-2首次住院成本、mRS0-2的状态效用值及贴现率;概率敏感性分析显示在我国的意愿支付值之下血塞通软胶囊具有经济性的概率为100%。结论:与安慰剂相比,血塞通软胶囊在提升QALY的同时降低了相应的成本,对治疗我国缺血性中风患者具有经济性。

基于GM(1,1)-Markov模型的商品销售额预测

文章研究安踏公司的商品销售额的预测问题,依据商品销售额的灰色特征及随机性特点,将GM(1,1)模型与Markov链模型相结合,建立GM(1,1)-Markov耦合模型,应用该模型对安踏以半年为期的商品销售额进行实例预测。对GM(1,1)模型进行了精度检验,检验结果表明GM(1,1)有较高的预测精度。在此基础上引入Markov链进行预测值修正,其中,GM(1,1)模型预测的平均相对误差为7.67%,而通过Markov链模型进行优化后,GM(1,1)模型平均相对误差为3.71%。说明,经Markov链优化的GM(1,1)模型的预测精度优于GM(1,1)模型,更具实用性。

基于互Box-Cox变换和Markov链风速云模型的发电系统充裕度评估

为准确计及风速随机性和自相关性对风电并网系统充裕度的影响,建立基于互Box-Cox变换和Markov链的风速云模型,并将该模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出计及风速随机性和自相关性的风电并网系统充裕度评估方法。仿真结果表明,所提模型产生的仿真风速样本与实测风速样本具备相似的概率分布特性和自相关性,所提方法可较精确地评估风电并网系统充裕度及风电容量可信度。

污染环境下具有Markov切换的随机食饵-捕食渔业模型及其最优收获

本文研究在污染环境中具有白噪声和Markov切换的随机食饵-捕食者渔业模型的最优收获策略.首先证明全局正解的存在唯一性,讨论种群灭绝和持久的阈值.通过构造适当的Lyapunov函数得到遍历平稳分布存在的充分条件.应用遍历方法研究模型的最优收获策略.最后,提供一些数值模拟来证明理论分析.分析表明, Markov切换可以抑制种群的灭绝,而白噪声强度和污染物浓度对最优收获策略有明显的负面影响.

利用Markov模型研究Aβ突变体的构象转变过程

为抑制淀粉样β多肽(Aβ)从无规卷曲或α-螺旋转变为β-折叠结构,研究野生型Aβ及其数组突变体的构象变化,结合Markov模型与分子动力学模拟,对野生型、A4型和D7N型Aβ的构象变化过程进行研究,明确3种Aβ构象的转变路径.实验结果表明,野生型Aβ出现一个区域的β-折叠,A4型Aβ构象几乎无变化,而D7N型Aβ出现两个区域的β-折叠,说明D7N型突变体具有促β-折叠特性,该结果为阿尔兹海默症的治疗方法探索提供理论依据.

长期护理保险需求成本评估与趋势预测——基于连续时间齐次Markov模型的分析

基于CHARLS数据库,本文采用连续时间齐次Markov过程描述老年人健康状况的变化过程,预测了我国2021—2049年失能老年人规模与长期护理保险成本趋势。研究结果表明:(1)轻度失能老年人健康状况改善的概率大于恶化的概率,而中度与重度失能老年人身体机能改善的可能性较小,健康状况恶化的可能性更大。(2) 2049年我国60岁及以上中度失能和重度失能老年人预计分别达到3 886万人和3 592万人。(3) 2049年长期护理保险潜在需求成本达3.7万亿元,有效需求成本超过1.4万亿元。两项成本均为2021年的10倍左右。(4) 2021—2049年间长期护理保险有效需求成本与潜在需求成本之间存在42%—78%的巨大差距。长期护理保险需求成本居高不下,需要加强基层公共卫生服务体系建设和医养结合服务供给,积极推进长期护理保险制度定型,并实施多元化的筹资策略。

多状态Markov模型在阿尔茨海默病自然史中的应用

目的将多状态Markov模型应用于阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)自然史研究,为慢性病自然史研究提供方法学借鉴。方法基于美国公共数据库ADNI,构建正常认知(normal cognition,NC)-轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)-AD多状态Markov模型,估计不同状态间的转移强度、转移概率、影响因素和各状态的逗留时间,绘制生存曲线,并进行模型拟合优度评价。结果性别、年龄、FAQ、MMSE、CDRSB、ADAS13、TMT-B-Time是AD自然史中重要的影响因素;NC与MCI状态的平均逗留时间分别为7.502年,11.621年。多状态Markov模型拟合结果较好。结论多状态Markov模型在AD等多状态慢性病转归研究中具有很好的应用价值。

基于位置相似性与Markov模型的移动轨迹预测算法

实时、准确的移动轨迹预测是移动端新兴业务发展的重要支撑。目前的移动轨迹预测大多采用Markov模型,但是Markov模型存在对历史轨迹信息利用不充分的问题。为此,论文提出了一种基于位置相似性与Markov模型的移动轨迹预测算法。首先,通过迭代网格划分方法实现原始轨迹数据的序列化;然后,根据用户当前轨迹位置找出历史轨迹集合中与之相似的历史轨迹;最后,由相似的历史轨迹建立转移概率矩阵,完成对用户未来区域的预测。在大规模数据集上的试验结果表明,相比于传统Markov模型,该方法的平均预测准确率提高了13.8%。

基于CLUE-S改进模型和Markov模型的区域土地利用变化多情景模拟

以江西省黎川县为例,通过利用2009年和2015年2期土地利用数据,运用改进的CLUE-S模型和Markov模型对该区2015年土地利用变化进行模拟。同时,设定自然发展、快速发展及生态保护3种情景方案对2025年黎川县土地利用格局进行模拟。结果表明:1)研究中各地类回归拟合度较高,7种地类中ROC最低值为0. 796,通过模拟对比验证,Kappa指数为0. 842 8,表明模拟效果较好; 2)在不同情景下,耕地、园地、林地和草地表现为减少。在自然发展情景下,耕地、园地和草地面积持续减少,林地减少率与水系增加率幅度不大,建设用地和其他土地增大幅度最大;在快速发展情景下,耕地、园地、林地、草地减少速度显著上升,其他土地增长明显下降,建设用地增长最大,将大量侵占周边农用地;在生态保护情景下,耕地、园地、林地和草地仍保持下降态势,但比按自然发展情景减少慢,建设用地的扩张趋势有所限制。

基于CLUE-S模型的矿业城市土地利用变化情景模拟

为了对矿业城市的土地利用情景进行预测,该文以典型矿业城市武安市为例,将GIS技术和CLUE-S(conversion of land use and its effects at small regional extent)模型应用到武安市土地利用变化情景模拟研究中,通过土地利用结构变化、矿业城市土地利用空间分布和驱动因子的定量关系对武安市土地利用变化进行相应约束,设计了趋势发展情景、耕地保护情景、生态安全情景3种模式,生成2020年不同情景方案下土地利用预测图,并对预测结果进行比较分析。研究结果表明:在趋势发展情景下,林地、建筑用地呈现上升趋势,体现了经济发展和环境保护双管齐下的成效,这也与实际情况相吻合;耕地保护情景下,耕地分布制约了建设用地的适度扩张;生态安全情景下,受生态环境政策影响,林地增长趋势明显,工矿用地急剧减少。综合考虑到武安市社会、经济、生态以及耕地保护等多方面的协调发展,研究认为趋势发展情景更为合理,其他2种情景可为趋势发展情景进行适度的修正和补充。该研究为区域土地资源的优化配置提供决策依据,同时研究结果也进一步验证了CLUE-S模型能够较好地模拟预测不同约束条件下矿业城市土地利用空间变化。