[发明专利]基于多智能体算法的国土空间格局模拟规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多智能体算法的国土空间格局模拟规划方法及系统，属于空间规划技术领域。包括：根据生态环境资源承载力及建设用地开发适宜性指标，对研究区域进行空间要素风险性识别，得到空间要素风险性识别数据；根据空间要素风险性识别数据，提取研究区域内建设适宜性空间的分布范围，将分布范围作为模拟城镇开发边界的底图，基于元胞自动机模型，获取研究区域内城镇开发边界的初步划定结果；将空间要素风险性识别数据及初步划定结果输入至多智能体模型中进行情景优化，输出研究区域的空间格局划分结果，模拟三区三线的划定，从而辅助国土空间规划编制，以响应当前国土空间规划转型期对空间格局划定的技术诉求。

技术领域

本发明属于空间规划技术领域，更具体地，涉及一种基于多智能体算法的国土空间格局模拟规划方法及系统。

背景技术

国土空间规划是生态文明体制建设的重要内容，是各类开发保护建设活动的基本依据。特别是目前关于城镇空间、农业空间及生态空间的三种区域的划分，以及生态保护红线、永久基本农田保护红线及城镇开发边界三种边界线的划分，上述三区三线的智能划定已成为国土空间规划领域的重要研究内容。其中，上述三区侧重于主导功能划分，而三线侧重于边界的刚性管控。目前国内外主要有系统动力学、元胞自动机、多智能体、神经网络等方法用于土地利用动态监测、土地利用演化以及城市扩张模拟。其中，元胞自动机及多智能体技术成为广泛使用的场景分析模拟技术，为城市扩展的动态分析和模拟预测提供了新的手段。

从对于城市增长形态和规律的描述看，元胞自动机模型(Cellular Automata，CA)作为一种复杂系统时空动态模拟的工具，已经在城市空间增长模拟中得到了较为普遍的应用。元胞自动机空间动态模拟的关键在于确定元胞转换规则，转换规则的确定方法主要有人工神经网络法、逻辑回归法、多因素评价法以及多智能体模型法。由于元胞自动机仅基于土地单元本身的相互作用，在具体应用过程中逐渐凸显不足，也未能有效针对三区三线进行国土空间规划编制，从而现急需一种国土空间格局模拟规划方法。

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多智能体算法的国土空间格局模拟规划方法及系统，其目的在于，解决现有元胞自动机仅基于土地单元本身的相互作用，在具体应用过程中逐渐凸显不足的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种基于多智能体算法的国土空间格局模拟规划方法，包括以下步骤：

根据生态环境资源承载力及建设用地开发适宜性指标，对研究区域进行空间要素风险性识别，得到空间要素风险性识别数据；

根据空间要素风险性识别数据，提取研究区域内建设适宜性空间的分布范围，将分布范围作为模拟城镇开发边界的底图，基于元胞自动机模型，获取研究区域内城镇开发边界的初步划定结果；

将空间要素风险性识别数据及初步划定结果输入至多智能体模型中进行情景优化，输出研究区域的空间格局划分结果。

优选地，根据生态环境资源承载力及建设用地开发适宜性指标，对研究区域进行空间要素风险性识别，得到空间要素风险性识别数据这一过程进一步包括：获取研究区域的各项基础数据，并对各项基础数据进行坐标及格式统一，得到基础数据库；将研究区域内的地图数据转变为网格底图，将基础数据库中的数据标识至网格底图；对于标识后的网格底图中的该网格，若该网格内禁止开发建设要素面积大于预设阈值，则将该网格作为禁止性开发用地，若该网格内禁止开发建设要素面积不大于预设阈值，则将该网格作为可开发性用地；分别划分每一可开发性用地内生态适宜性空间、农业适宜性空间及建设适宜性空间的分布范围，并作为空间要素风险性识别数据。