[发明专利]一种基于土地配置模型的土地规划方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于土地规划领域，更具体地，涉及一种基于土地配置模型的土地规划方法和系统。

背景技术

我国正经历社会经济转型发展阶段，随着城镇化、工业化、现代化建设步伐的加快，粗放型的土地利用方式，过分追求经济效益，忽视社会和生态效益，使土地利用结构不合理，不仅造成了土地资源的大量浪费，而且导致了城市过度扩张、农用地大量流失、生态环境恶化等诸多社会和环境问题，并成为制约可持续发展最严重的瓶颈。

在国外，模型很早就被用于解决资源分配问题。自1985年Gilbert等提出第一个土地利用结构优化配置的数学模型以来，国内外专家学者们开发了大量的数学优化模型来解决土地利用结构的配置问题。这些模型可以分为四类：第一类是土地模拟模型，主要用来模拟土地利用/覆盖变化(LUCC)，如CLUE模型(Conversion of land use and its effects)，DLS(土地系统动态模拟系统)，多智能体主体分析模型(Agent based model)、系统动力学模型(System dynamic)、GTR(Generalized thumen-ricardian)模型、人工神经网络模型等等；第二类是土地利用数学规划模型，主要用来进行数量优化，如多目标线性规划，整数规划等；第三类是土地利用空间优化模型，主要用来进行空间配置，例如GIS模型，元胞自动机模型，蚁群模型，遗传算法，人工免疫系统等；第四类是混合模型，即以上三类模型的混合：数学优化-模拟模型，数学优化-GIS空间配置混合模型，模拟模型-GIS空间配置混合模型。

以上各种土地模拟或者优化模型各有优势，也各有缺点。例如，元胞自动机模型主要依赖于土地系统的自然物理要素分析，对人为因素的影响未予考虑；多智能体模型要求的数据比较苛刻，需要智能体的微观调查数据；系统动力学模型缺乏空间表达，且难以与土地空间优化模型耦合。GTR模型选取的因子太过局限于城市地区，对待规划等大尺度土地变化模拟不太适用。线性规划模型和多目标模型不涉及空间优化，无法处理非线性的、具有复杂性和不确定性的土地利用优化配置问题。CLUE没有考虑土地系统中的生态环境因素，对土地系统的自然或者认为造成的不确定参数也未作考虑。

传统的土地利用优化配置模型存在两个主要缺陷：一是缺乏系统全面性。以往的模型往往仅考虑土地系统与经济效益的关系，或者考虑土地系统与经济系统、环境系统之间的关系，忽略了生态因素、社会因素；二是往往忽略土地系统固有的不确定性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于土地配置模型的土地规划方法和系统，其目的在于利用约束条件对土地配置模型进行约束，考虑到了待规划土地的固有的不确定性，由此进行的土地规划具有全面性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于土地配置模型的土地规划方法，包括：

(1)获取待规划土地的经济、社会、土地适宜性、环境和生态开发成本信息；

(2)建立以开发成本信息为常量、土地规划方案为变量、经济效益为目标值的土地配置模型；

(3)利用约束条件对土地规划方案进行约束，在经济效益最大时对应的土地规划方案即为最终土地规划方案；

所述约束条件包括：经济约束、社会约束、土地适宜性约束、环境约束、生态约束。

进一步的，经济、社会、生态、环境和土地适宜性开发成本信息包括：单位面积耕地经济效益单位面积建设用地经济效益单位面积水域经济效益单位面积耕地污水处理费单位面积耕地固体废弃物处理费单位面积耕地空气污染处理费单位面积耕地供水费单位面积耕地供电费单位面积建设用地污水处理费单位面积建设用地固体废弃物处理费单位面积建设用地空气污染处理费单位面积建设用地供水费单位面积建设用地供电费单位面积林地维护费单位面积草地维护费单位面积水域维护费单位面积未利用地开发费和单位面积填埋场用地维护费

所述土地规划方案包括：待规划土地的耕地面积待规划土地的林地面积待规划土地的草地面积待规划土地的建设用地面积待规划土地的水域面积待规划土地的未利用地面积待规划土地的填埋用地面积

其中，i为分区：i＝1代表控制发展区；i＝2代表核心保护区；i＝3代表重点发展区；j为土地类型：j＝1表示耕地；j＝2表示林地；j＝3表示草地；j＝4表示建设用地；j＝5表示水域；j＝6表示未利用地；j＝7表示填埋用地；k表示土地适宜性：k＝1表示高度适宜；k＝2表示中度适宜；k＝3表示不适宜；

所述以经济效益为目标值土地配置模型表示为：