Land use structure optimization under systematic framework

This paper puts forward the concept of land use structure optimization under space-time coupling through analyzing the systematic characteristic of land use structure optimization. It mainly expounds the construction of land use structure optimization model at different levels. Lastly, this paper explains the practicableness of land use structure optimization under systematic framework through the example of Qionghai city.     

Optimization of land use structure based on ecological GREEN equivalent

Optimization of land use structure consists of economic and social and ecological optimization. Applying the minds of system engineering and principles of ecology, this paper presents such thoughts: the optimal forest-coverage rate calculated according to the reality of a district is set as main standard of ecological rationality in the district; through considering the value of ecosystem services of the land with GREEN equivalent (mainly cultivated land and grassland) and based on the rule, GREEN equivalent, this paper introduces the area conversion between woodland and cultivated land, also between woodland and grassland; this paper establishes a multi-dimension controlling model of optimization of land use structure. In addition, a multi-objective linear programming model for optimization of land use structure is designed. In the end, this paper tests and verifies this theory of ecological optimization, taking Qionghai city in Hainan Province as an example.     

Optimization of Land Use Structure Based on Ecological GREEN Equivalent

Optimization of land use structure consists of economic and social and ecological optimization.Applying the minds of system engineering and principles of ecology,this paper presents such thoughts:the optimal forest-coverage rate calculated according to the reality of a district is set as main standard of ecological rationality in the district;through considering the value of ecosystem services of the land with GREEN equivalent(mainly cultivated land and grassland)and based on the rule GREEN equivalent,this paper introduces the area conversion between woodland and cultivated land ,also between woodland and grassland;this paper establishes a multi-dimension controlling model of optimization of land use structure,In addition,a multiobjective linear programming model for optimization of land use structure is designed.In the end,this paper tests and verifies this theory of ecological optimization,taking Qionghai city in Hainan Province as an example.     

基于遗传算法的土地利用结构优化研究

以海南省琼海市土地利用结构优化为例，对遗传算法在土地利用结构优化模型中的运用进行了较为系统的分析和探讨，构建出一套土地利用结构优化的多目标线性规划模型，并运用多目标的Pareto方法成功地对模型进行了解算，为今后的土地利用规划工作提供有益的参考。     

国土综合整治三维模型碎片加载优化与调度

国土整治作为一项国家战略,是解决社会经济发展过程中土地利用问题的重要手段,能有效促进国土空间优化和治理土地退化,对于实施乡村振兴战略和推进生态文明建设具有重大意义。随着我国工业化、城镇化的推进,生产、生活、生态之间矛盾日益凸显,国土整治在全国各地广泛开展,尤其是三维可视化技术的应用发展迅速。但对于国土整治业务而言,三维模型存在数据量大、数据复杂且碎片化程度高等特点,使得三维数据的存储管理和加载调度难度大,制约了其在国土整治中的应用。本文针对国土整治三维数据,提出了存储结构优化方法、三维模型碎片加载优化方法和三维模型调度优化方法,并开展了试验验证和应用示范,验证了本文提出的方法能够有效支撑国土整治中的三维可视化相关业务。     

Land-use spatial optimization based on PSO algorithm

The optimization of land-use spatio-structure is one of the most important areas of land use management;constructing a spatial optimization model that is based on the micro spatial unit in a bottom-up mode plays an important role in coupling the quan-tity structure and spatial structure effectively.The objective of this research is to develop a land use spatial optimization model based on particle swarm optimization to make spatial decision in land use management.The model is implemented using real data-sets to emulate the process of spatial structure optimization in order to get the best landscape pattern under the control of decision environments.Simulation results revealed that the particle swarm optimization model has the ability to utilize the quantity and spa-tial structure.Furthermore,the result demonstrated that it can be used to stimulate the landscape pattern in designing the appropriate optimization environment,which could land quantity target to the basic spatial units effectively and provide appropriate spa-tio-structure for regional land use space layout decision making.     

基于地形梯度的山地流域土地利用格局及时空演变研究——以云南小江流域为例

地形差异是山区土地利用结构和空间格局分异的重要影响因素,云南小江流域作为典型山地流域的代表,针对其土地利用结构不合理导致生态环境恶化的问题,文中提出利用小江流域1990、2000、2010年三期土地利用数据,采用GIS空间分析技术,在简要分析土地利用宏观总体格局及变化的基础上,分析流域4大垂直带谱的土地利用格局,并分析驱动因素。重点从高程和坡度两个因子分析流域土地利用格局及演变的地形梯度特征,得出土地利用变化所在的各地形梯度位置范围,可为小江流域土地利用结构优化、土地资源合理利用和生态环境治理及改善提供重要参考。     

基于CLUE-S模型和生态安全格局的石羊河流域土地利用优化配置

以典型干旱内陆河流域石羊河为例,将GIS技术、最小累积阻力（minimum cumulative resistance,MCR）模型和CLUE-S（conversion of land use and its effects at small regional extent）模型应用到该流域土地利用优化配置研究中。通过景观安全格局理论构建土地利用生态安全格局,基于土地利用空间分布和驱动因子的定量关系,提出一种基于生态安全格局的土地利用情景模拟方法,借助1986年、2000年和2014年3期土地利用数据对石羊河流域生态安全格局情景、耕地保护情景和自然发展情景3种模式下2030年的土地利用结构和布局进行了优化配置,并对优化配置结果进行比较分析。结果表明,在生态安全情景下耕地有所减少,林地、草地和水域有较明显增加;耕地保护情景以土地开发和整治及宅基地还耕为主要目标,科学有效控制了建设用地规模,大力开发未利用地潜力;自然发展情景综合考虑了目前发展情况和宏观政策指导下各土地利用类型的数量及空间结构发展情况。综合考虑石羊河流域社会经济、生态及耕地保护等多方面的因素,研究结果认为耕地保护情景更为合理,其它两种情景可为耕地保护情景进行补充和局部修正。该结果可为石羊河流域土地利用总体规划和生态保护提供参考。     

基于GIS的区域土地利用分析评价系统设计

土地利用分析评价需要分析处理并计算大量数据,同时又需要属性数据与空间数据的严格对应,工作复杂易出错。本文根据土地利用评价的业务流程,结合相关评价理论体系提出了基于GIS的区域土地利用分析评价系统的设计方案。设计方案主要从系统功能和结构方面展开,内容包括系统目标与设计原则、系统总体结构设计、系统功能设计与实现和数据库设计。并充分考虑了系统的构建成本、构建周期和系统的扩展、维护等因素。     

基于生态足迹的孟连县土地利用结构优化研究

采用生态足迹法对云南孟连县2005—2011年生态足迹进行计算,根据2005—2011年数据运用GM(1,1)灰色预测模型对2020年生态足迹进行预测,得到2020年人均生态赤字将达到2.762 hm2/人,土地利用结构急需调整优化。在此背景下建立以生态赤字最小化和经济效益、社会效益最大化为目标函数的多目标线性规划模型,设置了8个变量和13个约束条件。根据模型求解优化方案,对孟连县2020年土地利用结构进行优化调整,结果表明:相比于优化前,人均生态赤字减少10.87%,经济效益增加0.52亿元,社会效益增加0.001 hm2。优化后的土地利用结构基本上实现了经济、社会、生态效益的统一。     

煤矿关闭前后土地利用RS与GIS动态监测

采用遥感和GIS技术来监测矿区土地利用动态情况,对于矿区土地资源合理利用、科学管理和综合治理具有重要的意义。本文从数据的获取、遥感影像处理、年度变化信息提取、土地利用转移矩阵的建立等过程来分析土地利用RS与GIS动态监测过程。研究结果表明煤矿关闭前土地利用类型之间相互转换明显,呈现出建设用地和水域面积增加的趋势;关闭后水域面积趋于稳定,而农用地增加,土地利用集约化水平得到提高。总体来说矿区土地利用粗放,没有一个合理的土地利用结构方向,缺乏一个土地利用总体规划,但通过长期复垦整治,在一定程度上缓解了当地人地矛盾。     

Evaluation and development of sustainable urban land use plans through spatial optimization

Along with rapid global urbanization, cities are challenged by environmental risks and resource scarcity. Sustainable urban planning is central to address the dilemma of economic growth and ecosystem protection, where the use of land is critical. Sustainable land use patterns are spatially explicit in nature, and can be structured and addressed using spatial optimization integrating GIS and mathematical models. This research discusses prominent sustainability concerns in land use planning and suggests a generalized multi‐objective spatial optimization model to facilitate conventional planning. The model is structured to meet land use demand while satisfying the requirements of the physical environment, society and economy. Unlike existing work relying on raster data, due to its simple data structure and ease of spatial relationship evaluation, this research develops an approach for identifying land use solutions based on vector data that better reflects the actual shape and spatial layout of land parcels as well as the ways land use information is managed in practice. An evolutionary algorithm is developed to find the set of efficient (Pareto) solutions given the complexity of vector‐based representations of space. The proposed approach is applied in an empirical study of Dafeng, China in order to support local urban growth and development. The results demonstrate that spatial optimization can be a powerful tool for deriving effective and efficient land use planning strategies. A comparison to results using a raster data approach supports the superiority of land use optimization using vector data as part of planning practice.     

新疆克拉玛依市商业地价空间分布规律研究

城市地价是一个具有时空性质的多维概念,在空间分布上具有较强的关联性和特殊性。但目前对城市地价空间分布规律方面的研究相对较少,还没有形成系统性的理论与方法依据,本文以克拉玛依市2007年土地调查商业用地数据和地价动态监测数据为依据,以ARCGIS软件为平台,采用地统计学的方法,对克拉玛依市商业用地价格的空间分布进行了研究。研究表明:地统计学的理论与方法对城市地价空间分布进行研究具有独特的优越性;城市商业用地地价的分布在空间上既有连续性,也存在变异性,受区域整体趋势的影响明显高于小范围的变异性,属于强空间自相关;商业用地地价分布整体呈现圈层结构,交通道路对地价的空间分布具有重要影响。     

1980—2015年中国建设用地变化研究

土地特别是建设用地的空间格局与演变是城镇研究的热点问题。本文利用1980、1990、1995、2000、2005、2010、2015年7期的中国土地利用遥感数据,对1980—2015年中国建设用地变化进行了系统性的分析。研究工作主要有：①计算1980—2015年中国的城镇用地、农村居民点、其他建设用地及总建设用地的面积和增长率,从而得到1980—2015年中国的建设用地变化速率。②运用GIS软件中的联合分析工具,得到1980—2015年中国建设用地空间变化格局。③制作土地利用转移矩阵,从而得到1980—2015年中国建设用地结构变化情况。研究表明,中国建设用地整体上表现为持续扩张的态势;东部及沿海地区增长速度较快,青藏高原基本无变化,中部及东北地区增长速度较缓,西北地区有少量增加;增加建设用地以耕地转入为主。     

Options for monitoring and estimating historical carbon emissions from forest degradation in the context of REDD+

Measuring forest degradation and related forest carbon stock changes is more challenging than measuring deforestation since degradation implies changes in the structure of the forest and does not entail a change in land use, making it less easily detectable through remote sensing. Although we anticipate the use of the IPCC guidance under the United Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), there is no one single method for monitoring forest degradation for the case of REDD+ policy. In this review paper we highlight that the choice depends upon a number of factors including the type of degradation, available historical data, capacities and resources, and the potentials and limitations of various measurement and monitoring approaches. Current degradation rates can be measured through field data (i.e. multi-date national forest inventories and permanent sample plot data, commercial forestry data sets, proxy data from domestic markets) and/or remote sensing data (i.e. direct mapping of canopy and forest structural changes or indirect mapping through modelling approaches), with the combination of techniques providing the best options. Developing countries frequently lack consistent historical field data for assessing past forest degradation, and so must rely more on remote sensing approaches mixed with current field assessments of carbon stock changes. Historical degradation estimates will have larger uncertainties as it will be difficult to determine their accuracy. However improving monitoring capacities for systematic forest degradation estimates today will help reduce uncertainties even for historical estimates.     

国内土地评价与土地优化利用研究综述

土地利用优化是当前土地资源管理和调控过程中必须解决的难题,本文在对国内土地评价和土地利用优化文献回顾的基础上,总结了土地评价研究内容和技术方法以及土地利用优化研究内容和技术方法的发展。     

基于RS、GIS的杜蒙县土地利用结构变化研究

依据杜蒙县1990和2007年TM影像、土地利用变更统计数据,在土地利用结构数量、动态度指数及土地利用结构信息墒上,分析了该地区土地利用结构的变化.结果显示:杜蒙县土地利用类型分布较均匀,各类用地结构结构有一定差异.最后根据结果分析了杜蒙县土地利用结构变化的原因,并提出了土地利用的建议.     

土地利用现状图的矢量化方法研究

土地利用现状图的数字化是建立土地利用数据库的主要技术手段之一,图斑作为土地利用现状图的主要要素,其矢量化方法的优化与否不仅关系着整个数据采集的进程,而且还将影响到土地信息系统的稳定与否。文章针对传统的图斑矢量化引起的面域交叉、对象撕裂等问题研究提出了基于弧段的图斑矢量化方法,并通过线状地物与图斑的叠合分析,建立线状地物...     

在Unix与Oracle环境下ArcSDE的优化

第二次全国土地调查成果验收完入库后,为了更好地管理、利用和共享这些土地资源数据,本文提出一套优化存储管理土地数据的方案,分别就服务器端的Unix操作系统、Oracle数据库管理系统以及中间件空间数据引擎ArcSDE提供了一些性能优化的方法。     

土地利用时空变化与城市化发展分析

城市化发展与科学合理利用土地已经成为社会发展最为关注的问题。土地利用结构发生变化后,不合理的土地利用规划等问题将会导致一系列的生态环境问题,因此,监测土地利用的时空变化,为土地利用规划及城市发展规划提供有效的数据支持很有必要。本文通过年度区间土地利用变化数据,利用转移矩阵、动态度、土地利用重心及土地利用结构信息熵分析土地利用变化情况,经过试验表明能够真实、全面反映土地利用变化状态,充分反映城市发展与土地利用关系,有利于提高分析的准确性和可靠性。