基于LP-MCDM-CA模型的土地利用结构优化研究——以天水市为例

土地利用类型数量在地域空间上的优化配置是实现土地可持续利用,提高土地聚集效应和保持土地生态系统平衡的重要途径.针对当前土地利用优化配置模型存在的不足,构建了基于多目标线性规划与元胞自动机的土地利用优化配置模型(MCDM-CA),在定义邻域规则、转换规则和土地适宜性评价的基础上,开展了基于经济效益、生态效益最大化的土地利用空间配置,实现了土地资源数量结构优化与空间布局优化的统一;并运用该模型对天水市土地利用结构优化进行了实证研究.研究表明,该模型兼顾到区域宏观水平上的土地利用数量结构与局部尺度上的土地利用适宜性,能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及不同人类决策情景下的土地利用效果.本研究可为解决土地利用规划中的资源优化配置关键问题提供新的技术方法.     

基于多目标决策和CA模型的土地利用变化预测模型及其应用

结合宏观用地总体需求与微观土地利用适宜性, 集成灰色预测模型、多目标决策模型、 元胞自动机模型、地理信息系统技术方法, 建立了GCMG 土地利用变化预测模型。GCMG 模型包括非空间和空间2 个模块, 非空间模块侧重依据宏观社会经济发展趋势预测研究区未 来的总体用地需求变化, 而空间模块集成多目标决策模型、元胞自动机、地理信息系统等技 术方法实现了基于土地适宜性的土地利用空间配置。运用该模型对龙海市2000-2010 年土地 利用变化进行了情景模拟, 结果表明园地和建设用地是该区域内变化最为显著的用地类型, 基本农田保护政策严格实施与否将对龙海市未来土地利用变化产生深远的影响。GCMG 模型 在龙海市的应用实例表明, 该模型将土地利用系统作为一个整体, 兼顾到区域宏观水平上的 土地利用需求与局部尺度上的土地利用适宜性, 能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及 不同人类决策情景下的土地利用转换概率, 因而可为理解土地利用多尺度复杂系统提供一定 的帮助。     

淅川县土地利用结构低碳优化研究

在借鉴低碳经济、土地利用碳排放以及土地利用规划等理论成果和方法的基础上,以低碳理念为切入点,将低碳理念与土地利用结构优化相结合,提出低碳型土地利用结构优化的内涵、目标.通过线性规划模型,对土地利用的结构进行低碳优化,并对优化方案进行碳排放的估算评价,以验证规划的低碳性.结合河南省淅川县的实际情况进行实证研究,建立低碳型土地利用结构优化的多目标规划模型,在考虑土地利用经济效益的同时,强调土地利用的碳排放效益,以经济效益最大化和土地利用总碳排放量最小化2个目标函数来确定土地利用结构.     

绿洲城市土地利用多目标优化研究——以新疆奎屯市为例

以新疆典型绿洲城市奎屯市为例进行实证分析,耦合资源价值核算方法,设置变量,建立目标函数和约束方程,构建多目标优化线性模型,对干旱区绿洲城市的土地利用优化配置进行方法性的探索,并为其土地可持续利用提供参考.结果表明:多目标优化线性模型可以克服多目标线性规划法中目标函数和评价指标值范围难以确定的缺陷,运用该多目标优化模型的土地利用优化方案保障了研究区经济发展的用地需求,满足了其社会稳定和社会保障所需的土地,改善了研究区较为脆弱的生态环境,使研究区土地利用综合效益得到明显提升,优化结果达到预期目标,多目标优化方法适宜用在绿洲城市土地利用优化配置研究.     

基于MAS模型的土地利用空间优化研究方法综述

土地利用空间优化是实现土地资源合理利用和区域可持续发展的重要途径和手段,是目前研究的一个热点,在文献阅读的基础上,分析比较了数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型、多智能体系统模型四种土地利用空间优化方法的优缺点.结果是:多智能体系统模型从土地利用的主体出发,选择影响土地利用空间优化的驱动因素,抽象定量化表达智能体的行为准则,利用智能优化算法来选择土地利用类型在空间上的演变过程,并在多目标函数及约束条件下判断土地利用空间优化方案的优劣性,很好的解决了土地利用空间优化过程中土地利用主体、土地利用环境、土地利用类型三个最主要问题在空间上的演变,比数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型在土地利用空间优化方面更具有优势,是未来土地利用空间优化方法的发展趋势.     

交互式多目标土地利用规划模型研究

为限制城市建设用地过度扩张并实现土地利用的多重目标,从土地利用效益和土地利用规模角度,构建基于多目标的土地利用规划模型,基于模糊决策理论,采用模糊折衷算法进行模型求解得到最优方案,融入决策者意愿,体现交互式特点.以2010年为规划基期,2020年为目标年,对滁州市进行实证研究,通过敏感性分析探讨模型应用的地域差异性.结果表明:1)滁州市现状土地利用效益较低,通过模型优化可使目标年土地利用得到明显改善.2)目标年,滁州市土地利用经济和社会效益的提高主要体现在耕地减少和城镇用地增加较多;生态效益的提高主要体现在耕地与林地面积较大,城镇用地增加较少.3)模糊折衷参数λ*是模型构建的核心内容之一,λ*取值不同决定不同土地利用方向.同时,λ*取值具有地域差异,应根据区域实际情况作出判断.该模型较以往规划整合更多重要信息,可有效指导土地利用规划,为城市土地利用提供科学依据.     

多智能体区域土地利用优化配置模型及其应用

土地利用优化配置对促进区域可持续土地利用具有重要意义,然而现有的土地利用优化配置模型引导可持续土地利用的能力有待提高。本文从整体考量区域土地利用优化配置数量、空间、时间三维特征的角度,定义了区域土地利用优化配置多智能体系统及其决策行为规则,构建了基于多智能体系统的区域土地利用优化配置RLUOA (Regional Land Use OptimizationAllocation) 模型,并以中部地区典型城市--长沙市为例开展了实证应用研究。研究结果表明：该模型能够将规划时间段内多目标约束的区域土地利用规模的数量结构合理配置到不同的空间单元,实现土地利用数量结构、空间布局、效益的协同优化,构建整体上经济可行、社会可接受、生态环境友好的土地利用格局,并明显提高区域整体土地利用经济、生态和社会效益,从而能够为促进区域土地资源可持续利用和制定土地利用总体规划提供参考借鉴。     

不同非空间模拟方法下CLUE-S模型土地利用预测——以秦淮河流域为例

基于快速城镇化背景下秦淮河流域土地利用历史状况,选择CLUE-S模型对其2020年土地利用情况进行模拟预测。分别使用线性回归、Markov模型、灰色GM（1,1）模型预测CLUE-S模型非空间模块的土地利用需求量,再嵌入CLUE-S中得到3种预测结果,对预测结果进行比较。另外设定“自然发展”情景与考虑规划政策影响的“优化格局”情景,模拟2020年不同情景下秦淮河流域土地利用格局情况,并进行景观格局分析。结果表明：线性回归模型、Markov模型、灰色GM（1,1）模型的Kappa指数分别为0.866、0.849、0.867,3种方法均满足模型精度要求;自然发展情景中2020年水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积相对于2010年分别变化21.5%、-15.3%、-9.0%、51.5%、-28.9%,而优化格局情景下水域、水田、林地、城镇用地、旱地面积分别变化3.1%、-1.6%、10.8%、6.3%、-10.6%,相比于自然发展情景,优化情景土地利用状况更符合保护基本农田、增加生态用地连通性、提高雨水下渗能力以及缓解城市热岛效应的要求,为后期土地利用规划提供了依据。     

不同生态保育尺度下铜陵市土地利用结构优化

与传统发展模式相比,新阶段的土地利用应该与区域自然基础和生态环境格局相匹配,科学判别和保护土地空间增长的生态底线,引导地区土地利用结构的优化具有重要意义。以铜陵市为例,从生态环境约束角度出发,利用土地利用的生态环境敏感性评价方法对区域用地进行分等定级,设定了不同生态保育尺度和不同发展情景下的用地约束界限。在此基础上对铜陵市土地利用结构进行多目标情景分析与优化配置研究,从保障生态环境约束并实现效益最优的角度提出铜陵市土地利用结构优化的方案。     

土地利用结构多目标优化遗传算法

传统数学方法难以有效解决土地利用结构多目标优化问题,针对土地利用结构优化的多目标性和遗传算法在多目标优化求解方面的优势,以经济效益和生态效益为目标函数建立土地利用结构优化数学模型,采用遗传算法进行模型求解.以重庆市合川区为例详细介绍了具体应用过程,得出了4个可行方案,对方案进行论证择优,选出满意的最佳方案,证明采用遗传算法进行土地利用结构多目标优化求解是科学可行的.     

中国和欧盟土地利用规划环境影响评价对比研究

土地利用规划环境影响评价是提高土地利用规划科学性,实现土地资源可持续利用、促进区域可持续发展 的重要工具。从当前我国土地利用规划环境影响评价借鉴国际尤其是欧盟经验中存在的问题出发,在总结我国及 欧盟国家土地利用规划环境影响评价特点的基础上,从土地利用规划及环境内涵、土地利用规划环境影响评价指 标体系和方法、土地利用规划环境评价的空间层次三个方面分析中国和欧盟土地利用规划环境影响评价的差异。 最后从中国土地利用规划环境影响评价的特点出发,提出合理界定土地利用规划与土地利用规划环境影响评价的 内容、建立中国土地利用规划特点的规划环境影响评价体系、发展规划导向的土地利用规划环境评价方法、加强多 学科、多部门合作以及公众参与的建议。     

基于CLUE模型的2030年江西省土地利用变化情景分析

引入“一切照常情景”、“规划情景"和”优化情景"三种生态系统变化情景,采用CLUE模型,对江西省2001～2030年的土地利用空间变化进行模型模拟,并用2005年的土地利用现状图对模拟结果进行了验证。研究表明:在“一切照常情景”中,耕地持续减少;建设用地急剧增加;林地面积基本保持稳定。在“规划情景”中,耕地持续增加;建设用地略有增加,并在2020年后基本保持不变;林地总面积变化不大,但是高密度森林面积比重增大;河流和湖泊面积略微减少,湿地面积大幅增加。在“优化情景”中,森林增加趋势较“规划情景”有所减缓,河流和湖泊,湿地均有显著增加。本研究对研究区今后的土地利用规划修编和土地可持续性管理具有重要的指导意义。     

Scenario simulation and landscape pattern dynamic changes of land use in the Poverty Belt around Beijing and Tianjin: A case study of Zhangjiakou city,Hebei Province

Land use/cover change has been recognized as a key component in global change and has attracted increasing attention in recent decades. Scenario simulation of land use change is an important issue in the study of land use/cover change, and plays a key role in land use prediction and policy decision. Based on the remote sensing data of Landsat TM images in 1989, 2000 and 2010, scenario simulation and landscape pattern analysis of land use change driven by socio-economic development and ecological protection policies were reported in Zhangjiakou city, a representative area of the Poverty Belt around Beijing and Tianjin. Using a CLUE-S model, along with socio-economic and geographic data, the land use simulation of four scenarios–namely, land use planning scenario, natural development scenario, ecological-oriented scenario and farmland protection scenario–were explored according to the actual conditions of Zhangjiakou city, and the landscape pattern characteristics under different land use scenarios were analyzed. The results revealed the following: (1) Farmland, grassland, water body and unused land decreased significantly during 1989–2010, with a decrease of 11.09%, 2.82%, 18.20% and 31.27%, respectively, while garden land, forestland and construction land increased over the same period, with an increase of 5.71%, 20.91% and 38.54%, respectively. The change rate and intensity of land use improved in general from 1989 to 2010. The integrated dynamic degree of land use increased from 2.21% during 1989–2000 to 3.96% during 2000–2010. (2) Land use changed significantly throughout 1989–2010. The total area that underwent land use change was 4759.14 km², accounting for 12.53% of the study area. Land use transformation was characterized by grassland to forestland, and by farmland to forestland and grassland. (3) Under the land use planning scenario, farmland, grassland, water body and unused land shrank significantly, while garden land, forestland and construction land increased. Under the natural development scenario, construction land and forestland increased in 2020 compared with 2010, while farmland and unused land decreased. Under the ecological-oriented scenario, forestland increased dramatically, which mainly derived from farmland, grassland and unused land. Under the farmland protection scenario, farmland was well protected and stable, while construction land expansion was restricted. (4) The landscape patterns of the four scenarios in 2020, compared with those in 2010, were more reasonable. Under the land use planning scenario, the landscape pattern tended to be more optimized. The landscape became less fragmented and heterogeneous with the natural development scenarios. However, under the ecological- oriented scenario and farmland protection scenario, landscape was characterized by fragmentation, and spatial heterogeneity of landscape was significant. Spatial differences in landscape patterns in Zhangjiakou city also existed. (5) The spatial distribution of land use could be explained, to a large extent, by the driving factors, and the simulation results tallied with the local situations, which provided useful information for decision-makers and planners to take appropriate land management measures in the area. The application of the combined Markov model, CLUE-S model and landscape metrics in Zhangjiakou city suggests that this methodology has the capacity to reflect the complex changes in land use at a scale of 300 m×300 m and can serve as a useful tool for analyzing complex land use driving factors.     

LUCC驱动力模型研究综述

驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。土地利用变化驱动力模型是分析土地利用变化原因和结果的有力工具，模型通过情景分析可为土地利用规划与决策提供依据。基于不同理论的驱动力研究方法很多，论文选取了几种国内外应用较多的LUCC驱动力模型进行综述，分析了每个模型的优缺点及适用范围，最后得出结论：1) 基于过程的动态模型更适于研究复杂的土地利用系统。2) 基于经验的统计模型能弥补基于过程的动态模型的不足。3) 基于不同学科背景的模型进一步集成将是LUCC驱动力模型未来的发展趋势。     

土地利用规划与规划环评一体化实施研究

规划环评在土地利用规划编制过程中不可或缺,它对于科学合理的土地利用决策具有重要的理论和实践意义.通过界定土地利用规划环评的内涵,阐述了我国土地利用规划环评的研究现状及目的意义,同时探讨了我国进行土地利用规划环评的必要性和关键点,提出了土地利用规划与规划环评在目标与过程、管理与制度方面实现一体化的思路和方法,为科学编制新一轮土地利用规划修编,为能有效地促进土地利用规划的生态化和解决规划环评中存在的问题提供借鉴.     

基于景观格局的黑河中游土地利用冲突时空分析

以黑河中游为研究区,在分析土地利用变化的基础上,构建了由外部压力、脆弱性和稳定性表征土地利用冲突强度的模型,分析了1980—2015年土地利用冲突的时空变化特征。结果表明:①土地利用冲突强度的空间分布在不同时期虽有不同,但冲突强度较高的区域集中在甘州、临泽2个人类活动较为活跃的区县,且指数最高的区域呈围绕城市四周分布的特点;②土地利用冲突在不同时期变化显著,1995—2005年是土地利用冲突强度增加较为明显的时段,中部的甘州区、南部的山丹县两地增加最为明显;2005—2015年虽然冲突强度增大区域的面积少于上一时段,但冲突增加幅度高于上一时段,尤其民乐县和高台县增加较为明显;③土地利用冲突与自然因素的相关性极弱,与道路和河流等用地条件的相关性较强,而与人口密度和GDP为代表的社会经济因素的相关性最强;④土地利用冲突与土地利用变化的阶段性特征一致,1995—2000年是土地利用变化程度最为剧烈的时期,而1995—2005年也是土地利用冲突面积增加最多的时段;耕地和建设用地的增长极为活跃,对生态用地产生侵占,反映了耕地、建设用地和生态用地三者之间的矛盾是黑河中游土地利用冲突的主要表现形式。     

黄淮海平原农区土地利用转型及其动力机制

本文分析了黄淮海平原农区2000-2010 年间土地利用转型的时空格局,在构建土地利用转型动力机制分析概念框架基础上,运用空间计量回归分析方法深入剖析了黄淮海平原农区5种主要土地利用类型转换的动力机制。黄淮海平原农区土地利用转型特征表现为：2000-2010年,耕地、未利用地和草地面积的减少伴随城乡建设用地、水域和林地面积的增加;2000-2005年变化幅度明显大于2005-2010 年的变化幅度。分析结果表明：黄淮海平原农区5 种主要土地利用类型转换是自然环境和社会经济多种因素共同作用的结果,其中交通和区位条件对这5 种土地利用类型转换的影响最为显著,是导致土地利用转型的共性驱动因子。并指出：地方各级政府在制定有关土地利用政策时,既应充分考虑驱动各种土地利用转型的主要因子及其地域分异和社会经济发展规律,还需考虑各地类之间转换的适宜性及难易程度,因地制宜开展土地综合整治与利用,让土地利用转型与当地自然环境条件和区域经济社会发展阶段相适应,并使其发生在适宜的区域范围内。     

新疆孔雀河流域人工绿洲近40年土地利用/覆被变化

区域尺度土地利用/覆被变化（LUCC）时空特征及驱动力是研究大尺度变化乃至全球变化演变过程的基础,而干旱区LUCC对区域水文、生态影响尤为显著,是全球变化研究的重点之一。以新疆孔雀河流域上游作为研究区,基于1977-2015年6期Landsat数据,采用多规则人机交互目视解译的方法完成LUCC制图,并利用LUCC模型从数量变化、空间变化、土地利用集约程度变化等多方面分析了近40年来该区域LUCC特点及演变机制。结果表明：（1）研究区仅有耕地和建设用地面积增加,且增幅均在200%以上,其他土地类型面积则均有不同程度的减少;（2）耕地变化呈现出空间集聚现象,而建设用地的扩张则呈现空间连续性;（3）2000年前后自然植被经历小幅退化—恢复过程;（4）受西部大开发、塔里木河生态综合治理工程等多种因素影响,2000-2005年间,空间变化的综合动态度最高（2.76%）;（5）自然因素影响较小,人口增长和政策因素是主要驱动因子。     

长江沿线样带土地利用变化时空模拟及其对策

短时期(几年或几十年)的土地利用变化,主要受社会经济因素的驱动和自然因素的约束。各类土地利用变化基本上都能从与人类生产活动密切相关的耕地和城乡建设用地的变化上得到反映。利用修订后的GTR模型,对长江沿线样带未来30年的土地利用变化进行了模拟。研究发现,东部地区的耕地面积将进一步减少,而全区的耕地和建设用地面积将增加。根据研究区未来土地利用变化的时空特点,提出了相关应对策略,以利于区域土地持续利用的实现     

开发区土地利用的可持续性评价-以江苏昆山经济技术开发区为例

开发区土地利用的可持续性涉及到各土地利用单元自身的可持续性和整个区域土地利用结构的可持续性两个方面。运用景观生态分类法,对昆山经济技术开发区进行了土地利用分类,随后针对不同类型而采取不同的评价方法,进行了土地利用的可持续性评价。结果表明：昆山经济技术开发区有较多的土地其利用方式是不可持续的,土地利用结构上也存在一些问题。