[发明专利]基于克隆选择优化的土地用途分区方法

说明书

技术领域

本发明属于土地利用规划领域，特别涉及一种基于克隆选择优化的土地用途分区方法。

背景技术

土地用途分区是土地利用规划的核心问题，也是土地利用空间优化配置的前提和关键内容。在实际应用中，土地用途分区为土地利用的调控和管理提供依据。国际上对土地用途分区的研究起源于19世纪末的德国，20世纪为美国采用，后来在澳大利亚等国陆续采用。50年代以来，其土地用途管制内容和分区方法有所改变，目的是管控土地开发的区位、速度与公共设施的服务水平。土地用途分区与管制制度在优化土地资源配置，提高土地利用率，有效保护耕地和自然资源环境，控制城市规模扩张方面发挥了重要的作用。以日本、韩国为代表的亚洲国家，也都将土地利用以区域进行限制。日本的土地利用基本计划按土地利用的不同情况把土地划分为土地类型区进行管理。我国的土地用途分区研究起步较晚，上世纪九十年代后期，根据国家保护耕地的战略需要，全国至上而下进行了土地利用总体规划的修编工作，首次提出了规划方案中确定土地用途分区和管制规则。目前我国适用的土地用途区主要有八个，在乡镇土地利用总体规划中还可以适当的增加二级类。

近年来，土地用途分区研究不仅仅注重分区理念的研究，更多注重分区模型与方法的研究，这也使得分区的准确性和实用性得到了一定程度上的提高。国内外的学者提出了土地用途分区常用方法有叠置分析法、主导因素法、多因素综合评判法、聚类分析法等。这些方法在解决具体的土地用途分区问题中有着一定的科学性和可操作性，但是存在着程序复杂，受人为作用的影响，不能满足海量数据处理的需求等方面的问题。国内外学者对土地用途分区开展了进一步的研究工作，如基于生态位适宜度模型、微粒群、多目标禁忌搜索算法、CA、模拟退火和空间数据挖掘等。这些方法的提出部分克服了传统的土地利用分区以定性为主，分区边界模糊、分区随意性大、分区工作效率低下、分区结果对土地利用指导意义不强的缺陷，并在土地利用总体规划编制过程中发挥了重要作用。

然而由于土地利用的复杂性，土地利用系统是一个涉及自然、社会、经济的土地生态经济复合系统，简单的计量地理学方法和地理计算系统能有效分析和模拟土地利用系统的自然属性，而在土地利用的社会经济和人主观意愿等方面的对土地利用的影响则难以得到较好的分析效果，人工智能的发展为解决这方面的问题提供了重要的理论和技术条件。但目前尚未有相应技术方案出现。

发明内容

针对现有土地用途分区中存在的问题，利用人工智能的相关技术和研究成果来模拟人在土地利用系统中的智能行为，发明一种智能化、自动化的基于克隆选择优化的土地用途分区方法，以提高土地用途分区的科学性、合理性和可操作性，为土地利用规划和土地利用调控和管理提供技术支持。

本发明提供的技术方案为一种基于克隆选择优化的土地用途分区方法，包括以下步骤：

步骤1，获取土地用途分区的基础数据，形成包含待分区图斑的信息的土地用途分区基础数据库；

步骤2、以步骤1所得土地用途分区基础数据库的数据为输入数据，以图斑为数据处理单元，建立待求解的土地用途分区问题与克隆选择优化算法的映射关系，实现方式如下，

设区域内土地利用图斑集X={x₁,x₂,…,x_n}，n为图斑集中图斑的总数，每个图斑x_i抽象为克隆选择算法中的抗原，待求关于图斑集X的一个模糊划分矩阵W和聚类的原型P，把土地用途分区问题抽象为以图斑集X为变量的优化问题，表达如下

max{f(e^-1(A)):A∈I}

其中，有限长度字符串A是对变量X的抗体编码，记为A=e(X)；则X=e^-1(A)表示X为抗体A的解码；集I称为抗体空间，I={A:A=[A₁,A₂,…,A_N]}；f是亲和度函数；