[发明专利]一种区域土地利用优化配置方法

说明书

本发明公开了一种区域土地利用优化配置方法，具体包括如下三个步骤：预测最优的各类土地利用面积数值大小；然后将土地利用配置的数值初步空间化；最后根据历史期资料进行生态验证和影像的反馈调节，直至得到同时满足生态需求中的减水减沙效果的设计年土地利用最优化配置图。本发明的方法预测条件以政策和现状数据为依据，通过运筹学线性规划算法，使得各项预测结果满足规划水平年各项指标的数值范围，且可以对土地配置变化及其带来的水沙变化进行系统的分析和讨论，使得土地配置方式、经济效益、景观指数、径流泥沙之间形成耦合关系，可以灵活调整系统，进行优化，是可信度、解释度、自由度很高的，兼顾经济发展和生态保护的土地配置预测方法。

技术领域

本发明是涉及景观生态学以及水文学领域的结合运筹学的线性优化设计，是一种基于经济发展，同时兼顾生态环境的土地利用配置的预测及调控方法。

背景技术

水土流失已经成为我国最严重的环境问题之一，大量流失的水土造成区域生态环境退化、经济发展重创；在景观生态学与水文学界，已有许多相关自然科学规律已经得以发现和论证，如区域土地利用配置方式与径流、泥沙间的耦合关系、土地利用配置与经济发展的耦合关系等，但截至目前，许多拟合度极好的自然耦合关系和地理空间技术在实际区域规划建设还没有结合的十分密切；常用的土地转移预测方法有CA-MARKOV、元胞自动机、CLUE等模型，这些这些方法应用于与土地转移预测领域是基于数学几何概率模型，在原则上，只能用于预测天然状况下的土地变化，其中目前应用最多的CA-MARKOV法实际上是不能应用于预测人为干预下的土地转移，不能定量加入随机因子，如社会经济、生态因素的参变量，由于土地转移本身就是一个人为干扰极大且极其缓慢的变化过程，所以在预测结果上，这些已存在方法对预测结果(移动方向、面积突变)难以科学合理解释，预测出的土地配置与设计年生态和经济没有形成联系和响应反馈体系，所以不具有明确的参考价值，尤其是我国70年代以后，土地流转和土地利用类型的变化与转移与国家政策和区域规划密切相关，典型的案例，在黄土高原区域进行区域综合整治时，设计年份内明确提出“退耕还林(草)”政策，那么未来年的土地利用配置变化必然不会是以1980年及以前的土地转移自然概率模型(无大型人为干扰)发展变化，此时，以人为主导的社会政策因素作用于土地转移，并且越来越起着主导作用，所以在随后年份的土地利用图像中，出现了越来越多的特别、独立的新斑块；如继续沿用CA-MARKOV等自然条件下的算法，虽然计算过程快速，但是其预测结果与现实转移情况差异非常大，并且无法与实际经济、生态等产生联系，即预测结果没有合理化的解释；当前，在土地政策变化自由度越来越高的情况下，还没有一套土地转移预测方法能灵活兼顾经济发展又协同生态建设，形成一套解释度和可信度较高的土地配置预测方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种区域土地利用优化配置方法，解决了现有方法无法将已经量化的各类政策要求自由加入，只是一个单纯的数学模型，其预测结果变化随机，且无法合理解释，对于实际的区域规划参考价值不高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种区域土地利用优化配置方法，具体包括如下三个步骤：

步骤1、预测最优的各类土地利用面积数值大小

步骤1.1、确定研究区域，选择研究时段，确定基准年和规划设计年；

步骤1.2、构建模型：查找研究区域范围内的行政区域统计年鉴，对研究时段研究区域范围内与各类土地利用情况相关的基础数据进行统计，并利用GM(1,1)模型在R软件上进行设计年的基础数据数值预测；

步骤1.3、建立方程：以基准年各类土地利用面积为自变量，以设计年的经济总效益为因变量，根据《区域综合规划》中的生态环境要求、土地资源要求，社会需求要求，建立多元约束方程；

步骤1.4、方程求解：在GPLAYS软件上对步骤1.3中的建立的多元约束方程求解，获得设计年研究区域内各类土地利用面积的最优解系；

步骤2、将土地利用配置的数值初步空间化