[发明专利]村镇区域土地利用规划智能化方法和智能化集成系统

摘要

本发明公布一种村镇区域土地利用规划智能化方法和智能化集成系统，通过趋势外推法，结合二项式系数权重预测建设用地总量；通过异速增长模型模拟历年主要建设用地面积与影响因素的关系，预测主要建设用地数量；将建设用地总量预测结果与主要建设用地结构预测结果结合，得到最终建设用地数量预测结果；再将建设用地数量预测结果与优化后CLUE‑S模型相结合，得到土地利用空间布局优化结果；系统包括驱动因子选取模块、Logistic回归参数设置模块、转换参数设置模块、用地需求设置模块和布局优化模块。本发明能够合理预测建设用地数量及空间布局，提升村镇层面土地利用规划效率，使得土地利用规划工作智能化、高效化，更贴近实际。

主权项

一种村镇区域土地利用规划智能化方法，通过趋势外推法，结合二项式系数权重预测建设用地总量；通过异速增长模型建立主要建设用地与影响因素的关系，对主要建设用地进行预测；再将建设用地总量控制与主要建设用地结构预测结合，得到建设用地数量预测结果；最后将建设用地数量预测结果与优化后的CLUE‑S模型相结合，得到土地利用空间布局优化结果，作为土地利用规划方案；包括如下步骤：1)数据准备阶段，获取基础数据，将所述基础数据均按照统一的范围和栅格大小进行栅格化，使得每个栅格单元和属性信息相对应；2)确定各地类与驱动因子的关系，获取每个地类的适宜性分布图；3)通过预测得到建设用地需求，确定各土地利用类型需求；所述通过预测得到建设用地需求，具体步骤如下：步骤3.1，收集整理规划区域至少十年的总建设用地面积，利用趋势外推法，建立时间序列与总建设用地面积之间的关系，得到各趋势外推法的拟合R²值；步骤3.2，将拟合方程的R²值从高至低进行排序，并剔除R²较小的模型；根据剔除后模型对建设用地总面积的预测值，结合二项式系数进行权重赋值，根据式2计算得到总建设用地预测结果：$L={\mathrm{\Σ}}_1^i{L}_i\·W_i$   (式2)式2中：i为剔除R²较小的模型后剩余的模型个数；L_i为剔除后第i个模型规划末年的规划范围的总建设用地面积预测值；W_i为第i个模型建设用地面积预测值所对应二项式系数权重；步骤3.3，确定主要建设用地类型；步骤3.4，利用异速增长模型拟合主要建设用地与影响因素的关系，调整模型参数，对规划末年的主要建设用地面积进行预测，得到预测结果；步骤3.5，比较预测结果与现状，进行预测结果校核，确定规划末年的建设用地需求面积和非建设用地需求面积；4)根据规划区情况，设置土地转换参数，并确定限制区域，即土地利用类型不变的区域；所述设置土地转换参数包括设置转换弹性和转换矩阵；5)利用迭代法进行迭代，得到土地利用空间布局优化图，具体执行如下操作：步骤5.1，根据限制条件，确定栅格图中允许参与土地利用转化的栅格，限制区域将不参与迭代；步骤5.2，根据式8计算栅格i土地利用类型j的总概率：${\mathrm{TPROP}}_{ij}={\hat{P}}_{ij}+{\mathrm{ELAS}}_j+{\mathrm{ITER}}_j$   (式8)式8中，TPROP_ij为栅格i上土地利用类型j的总概率；是通过Logistic回归方程求得的土地利用类型j在栅格i中出现的概率；ELAS_j是土地利用类型j的转换弹性；ITER_j是土地利用类型j的迭代变量；步骤5.3，对各土地利用类型赋相同的迭代变量值ITER_j，按照每一栅格对不同土地利用类型分布的总概率TPROP_ij，从大到小对各栅格的土地利用面积进行初次分配；步骤5.4，比较不同土地利用类型初次分配面积和需求面积；当土地利用类型初次分配面积大于需求面积时，减小ITER_j值；当土地利用类型初次分配面积小于需求面积时，增大ITER_j值；再进行土地利用面积的第二次分配；重复步骤5.2～5.4，直到各土地利用类型的分配面积等于需求面积，结束迭代，得到土地利用空间布局优化图。