[发明专利]一种土地利用方案优化系统

说明书

技术领域

本发明土地规划领域，特别是指一种土地利用方案优化系统。

背景技术

土地利用空间配置是促进土地资源的集约和节约利用，实现土地利用可持续发展 的重要手段，也是土地利用规划的核心问题。它需要根据土地的自然属性及区域社会经济 状况，来综合确定土地利用数量结构，并对各类用地进行空间布局，从而为未来土地利用提供合理决策支持。土地利用系统具有动态特性，现状土地利用空间与土地利用变化过程具备密切的因果关系。准确地探索土地利用系统的时空动态特性是开展土地利用空间配置的基本前提。

土地利用空间配置问题涉及经济发展、环境保护、社会公平和有效土地利用等多个目标及约束条件，属于复杂的组合优化问题。目前，已有大量优化方法与技术应用于土地利用空间配置问题求解，例如层次分析法、线性规划、区间规划、模糊规划、智能优化算法以及上述方法的混合模型等。早期研究主要集中于采用线性规划、区间规划等数学规划模型进行土地利用优化配置。该类模型能够优化土地利用数量结构并结合多准则决策分析技术进行空间配置，但其面临的一个主要问题是模型受数据量限制，所处理问题规模有限且耗费计算时间巨大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种土地利用方案优化系统，通过虚拟作动器、虚拟参数模块以及仿真分析模块的自定义，实现了规划方案数据的自动化分析获取，且能有效提高土地利用空间配置合理性。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种土地利用方案优化系统，包括

目标数据采集模块，通过多端口进行土地利用空间配置的基础数据以及相关影响数据的采集，并将采集到的数据发送到数据预处理模块进行储存；

数据预处理模块，用于数据的接收、存储和标准化处理；

关联关系建立模块，用于进行所采集到的空间配置的基础数据与相关影响数据之间的关联关系的建立；

物理模型构建模块，用于通过Flac3D根据接收到的数据预处理模块发送的数据以及关联关系建立模块所建立的关联关系进行土地利用方案模型的建立；

虚拟作动器，用于与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对参数进行变动，从而驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；

虚拟参数模块，为在所建立的物理模型中插入能达到直接获取相应的结果或信息目标的逻辑单元；

仿真分析模块，用于输入可以分解为设计变量、设计目标和设计约束的参数、算法，并将输入参数、算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的模块上；

所述虚拟参数作动模块通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块提取结果，并将结果发送到所述虚拟参数模块，所述虚拟参数模块接收结果并自动显示结果数据；

土地利用方案评估子模块，采用统计回归和数据驱动方法建立短期预测单元，利用采集到的数据生成短期土地利用方案情况预报信息，供方案优化决策模块使用；

方案优化决策模块，用于针对接收到的土地利用方案评估子模块的评估结果，采用多分组差分进化算法优化计算得到有利于改善多参数情况的土地利用联合调度方案；并对不同土地利用方案所引发的多参数变化趋势进行比较，提出最终的决策方案；

土地利用方案信息管理系统，由数据库管理子系统和应用支撑平台子系统组成，用于辅以形成土地利用情况预警管理、土地利用调度管理、土地利用情况监控管理和综合信息服务；所述数据库管理子系统，用以通过各区域土地利用情况数据中心的数据存储和管理平台，形成工程基础数据库、遥感影像数据库、基础地理数据库、社会经济数据库这些公共基础数据库，同时形成服务于各业务应用的适合全流域实际情况的调度管理数据库、运行工况数据库、实时监测数据库、土地利用情况数据库、视频监控数据库、气象数据库这些专业数据库；所述应用支撑平台子系统，用于平台硬件系统的部署，应用服务中间件、应用系统整合及数据交换组件及GIS 服务构件的部署配置，通用服务的部署，专用服务的部署，覆盖数据采集、传输、处理、存储、应用、决策辅助和发布各个环节；

中央处理器，用于协调上述模块工作，还用于用户的注册、密码的修改以及权限的管理。

优选地，所述目标数据采集模块包括

多端口接口模块，用于与可采集资源的各硬件采集设备相连；

手机接口模块，用于对手机采集的资源以数字文件的形式上载；

多格式转换模块，用于对采集到的资源按标准格式进行数字化格式转换。